本文討論了在聚氨酯水分散體中進行丙烯酸酯共聚物乳液聚合過程。研究表明：聚氨酯水分散體起著種子乳液的作用，發(fā)生了核-殼型乳液聚合過程。前言 水性聚氨酯樹脂具有突出的粘結性、耐磨性等機械性能，丙烯酸酯聚合物乳液則有突出的粘結性、耐候性、耐化學性、抗水解性，對顏料有較好的分散性。促成二者有機的結合，可以得到綜合性能優(yōu)異、應用廣泛的一種新型復合樹脂體系。本工作在水性聚氨酯體系中進行丙烯酸酯共聚物乳液聚合。可以減少或者不需使用乳化劑，能夠大大提高其綜合性能。是研究第三代新型水性聚氨酯的重要途徑。本文針對在聚氨酯水分散體中的丙烯酸酯乳液聚合過程作了一些有益的探討。1 實驗部分1.1 主要試劑 本實驗所需的主要試劑為：丙烯酸酯共聚物乳液PA，固含量45%，自制；自乳化陰離子型聚氨酯水分散體PU，固含量24%，自制；丙烯酸，化學純，江蘇南新助劑廠；甲基丙烯酸甲酯，化學純，上海五聯(lián)化工廠；丙烯酸丁酯，化學純，宜興化學試劑廠；丙烯酰胺，化學純，臨海化學廠；苯乙烯，化學純，上海來澤精細化學品研究所；十二烷基苯磺酸鈉、OP、K2S2O8。1.2 操作過程 將聚氨酯水分散體、乳化劑、引發(fā)劑混合置于四口燒瓶中，將共聚混合單體置于滴液漏斗中，在一定條件下將混合單體用3h左右時間連續(xù)勻速滴加到反應體系中，制備得聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液體系(PUA)。1.3 性能測試 采用華東理工大學技術物理所BI-90粒度測定儀測試乳液體系粒徑及粒度分布；Do-pont 1090 型差熱分析儀測定膠膜的熱行為(DSC曲線)。2 結果與討論2.1 合成條件特征 聚氨酯水分散體膠粒為內(nèi)部結構憎水鏈相對集中，親水性離子基團分布于微膠粒表面的一種高穩(wěn)定性、高分散性的膠體體系［1］。丙烯酸酯等單體溶脹到聚氨酯膠粒中，聚氨酯水分散體膠粒作為聚合物Ⅰ，為核-殼型乳液聚合提供種子乳液。加入的丙烯酸酯等單體在聚合物Ⅰ膠粒內(nèi)部聚合，形成聚合物Ⅱ，因而，該工藝具備有一殼型聚合的工藝條件。2.2 合成過程中膠粒粒徑及分布的特征 PU、PA二者機械混合，得到了呈較強熒光的機械共混物PU/PA。在PU體系中進行與PA組成相同的丙烯酸酯類單體乳液聚合，所得乳液體系為PUA。表1是實驗測定的PA、PU、PU/PA及PUA體系的膠粒粒徑大小及分布。 表1 PA、PU、PU/PA及PUA體系的膠粒粒徑大小及分布 從PU/PA及PUA的膠粒粒徑大小及粒度分布看，在聚氨酯水分散體中進行丙烯酸酯聚合所得的PUA乳液與機械共混體系PU/PA是顯著不同的。PU與PA機械混合時，膠粒之間的聚結少，所得體系數(shù)粒很小及分布較窄，粒徑增大不顯著。具有明顯的機械混合特征。而PUA膠粒均比PU、PA及PU/PA等體系膠粒都粗得多。因此，我們可以認為PUA體系的乳液聚合不同PU與PA的膠粒的機械混合。 從PU來看，膠粒粒徑很小，分布很窄，從PUA看，它們?nèi)员３謽O窄的粒徑分布，但粒徑顯著增長，因此，我們可以推斷該乳液聚合是在PU乳膠粒作種子乳液(聚合物I)的條件下，丙烯酸酯類單體在聚合物I中溶脹并聚合促使膠粒脹大。發(fā)生了核-殼型乳液聚合過程。3 結論 在聚氨酯水分散體中進行丙烯酸酯聚合中，其過程是核殼型聚合過程，PU起著種子乳液的作用。 ( 作者：李芝華)
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