乳液聚合

发布日期:2015-06-25 10:42:45
乳液聚合
乳液聚合技术萌生于上世纪早期,30年代实现工业生产。目前,乳液聚合己成为 高分子科学和技术的重要领域,是生产高聚物的重要方法之一。许多高分子材料,如合 成橡胶、合成树脂、涂料、粘合剂、浸溃剂、整理剂、絮凝剂,油ffl堵水调剖剂、光亮 剂、添加剂、医用高分子材料、抗冲击共聚物以及其他许多特殊用途的合成材料等等, 大都采用乳液法生产。每年世界上通过乳液法生产的聚合物数以千万吨计,用乳液聚合 法生产的合成橡胶占其总产量的65%以上。当今世界上不少工业出现不景气、萧条和倒 闭,而乳液法生产高聚物的工业却一直处于稳定发展之中,这是因为和其他的聚合方法 相比,乳液聚合法有许多不可多得的优点。乳液聚合体系粘度低,易散热;既具有高的 聚合反应速率,又可以制得髙分子量的聚合物;合成聚合物乳液可以直接用作乳胶漆、 粘合剂,并可作皮革、纸张、织物等的涂饰剂和处理剂等等;乳液聚合以水作介质,生 产安全,成本低廉;同时,所用的设备及生产工艺简单,操作方便,灵活性大。这些 宝贵的特点赋予乳液聚合方法以强大的生命力。
醋酸乙烯酯及其共聚物的乳液是应用于油漆、涂料及粘合剂等方面的最大品种,也 是最重要的乳液粘合剂之一。醋酸乙烯酯乳液涂料具有水基漆的优点,即粘度小、分子 量大以及不使用易燃溶剂等。该乳液的特点是粘接性好,作为涂料,纸张、织物及地板 均可涂用;作为粘合剂,无论木材、纸张或织物等多孔性表面都可应用。常用的该种乳 液大多是以聚乙烯醇为稳定剂制造的,其固含量一般为50%左右,乳胶粒直径一般为 0.5〜2叫&这种粘合剂粘接强度大,耐久性好,既能耐高温又能耐低温,粘结层坚而韧, 无毒、无味,且成本低,所以具有很大的工业重要性,在木材加工、土木建筑、纸加工、 包装及装订等行业中得到了广泛的应用[气醋酸乙烯酯共聚物乳液,主要是和乙烯的共 聚物乳液,由于可用来大大提高水泥砂浆的施工性能而越来越受到重视171。向水泥砂浆 中加入聚醋酸乙烯酯乳液或丁苯胶乳,则可以赋予混凝土制件更大的弯曲强度、伸长率、 韧性和更低的弹性模量,对丁苯胶乳进行共混改性则可以使混凝土耐水性更好。
醋酸乙燁酯的乳液聚合比苯乙烯有着更复杂的影响因素,醋酸乙烯酯的自由基比苯 乙烯的自由基具有更大的活性,在醋酸乙烯酯乳液聚合中,向聚合体系中其他组分的链 转移更加明显D在乳液聚合中常常要加入一些其他物质,如动物胶、明胶、藻朊酸盐、 果胶酸盐、酪朊酸盐、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、阿拉伯胶
聚环氧乙烷及苯乙烯-马來酸酐共聚物等。严格来讲,这些物质并非乳化剂,因为它们 在水溶液中并不形成胶束,通常将其称为保护胶体。工业生产中习惯用聚乙烯醇作保护 胶体,有时也加入一些乳化剂,但保护胶体的作用是主要的,乳化剂的作用则是辅助性 的。
PVA在PVAc乳液中作保护胶体是聚合物稳定剂的典型例子,在这种体系中,稳定 剂是两亲性的或接枝的共聚物,当胶粒碰撞时相互排斥,通过从粒子表面解吸附或从粒 子表面恻移避开了作用力区域,而保护胶体与胶粒有效的铆接可起排斥或阻碍作用,即 产生了立体稳定效应在用PVA或其他非离子型表面活性剂制造乳液过程中,一部分 PVA和PVAc发生部分接枝反应后,这种接枝化的共聚乳胶粒子粒径较大,将其与粒径 较小的PVA乳液相混,乳胶粒子粒径分布较宽,乳液的最低成膜温度METu)便会降 低。这样乳液就能形成连续的膜而提髙粘结力[91。
聚乙烯醇(poly vinyl alcohol),简称PVA,是一种用途十分广泛的水溶性高分子化 合物,它是白色、粉末状树脂,由聚醋酸乙烯醇解而制得。由于分子链上含有大量侧基 ——轻基,聚乙烯醇具有良好的水溶性,还具有良好的成膜性、粘接力和乳化性,有卓 越的耐油脂和耐溶剂性能nG】。用聚乙烯醇作乳化剂和保护胶体,可以获得高固含量(〜 50%)的稳定分散体,生成的这种乳液粘结力强。聚乙烯醇具有表面活性,因而可降低 表面张力,能将醋酸乙烯在水中分散成很小的微粒。同时,聚乙烯醇还有增稠作用,因 此在乳液聚合中同时又兼有保护胶体的怍用〖111。聚乙烯醇亲水性强,影响乳胶漆膜的耐
水性。
由于工业化带來的生态破坏和环境污染,人们越来越注重于在发展经济的同时,保 护环境、保护生态a可持续发展战略的提出和被世界各国各界的认同,就足以证明全世 界的有识之士已经开始行动。为此,各经济领域以至人们的生活习惯,都会随之产生巨 大的变化。在这个大背景下,人们把目光投向了具有极好生物降解性能,而且廉价易得 的天然可再生资源。用天然多糖及其衍生物代替或部分代替聚乙烯醇作为乳液聚合的保护胶体,是有益的探索。
 
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