《反应性乳化剂存在下半连续苯丙乳液共聚合表观动力学》.pdf

第 21卷第 4期 化 学 研 究 与 应 用 Vo1．21，No．4 2009年4月 ChemicalResearchandApplication Apr．，2009 文章编号：1004—1656(2009)04-0501-06 反应性乳化剂存在下半连续苯丙 乳液共聚合表观动力学 邵 谦 ，徐小琳，孟庆超 ，葛圣松 (山东科技大学化学与环境工程学院，山东 青岛 2665102) 摘要 ：研究了在反应性乳化剂SE．10N存在下，采用半连续滴加工艺进行苯丙乳液共聚合的表观动力学。首 先利用间歇法研究了引发剂、乳化剂用量、单体总量和温度对聚合反应速率的影响，得到了相应的聚合反应 速率方程为R。=k[M]如[Ir [E ”，并计算得到聚合反应的表观活化能为90．8kJm·ol一。然后采用半连 续滴加法，讨论了不同滴加速率对聚合表观速率 的影响，结果表明，随滴加速率 ．的增加，反应速率 也 增加，但增加的幅度逐渐减少，且聚合过程的状态不断远离饥饿态。要使该聚合过程的状态保持在稳定的饥 饿态，单体滴加时间应控制在 140min以上。 关键词：反应性乳化剂；苯丙乳液；乳液共聚合；表观动力学；半连续 中图分类号：0643．1 文献标识码：A 各种乳液聚合体系的动力学一直是乳液聚合 键的方式与高分子链结合，使乳化剂不会带到最 的一个研究热点。相 比于间歇乳液聚合动力学的 终产品中，从而避免了由于聚合物乳液中含有小 研究，半连续滴加工艺动力学研究 的报道较少。 分子乳化剂，在聚合物膜中呈游离状态，容易解吸 Chern…研究了反应性乳化剂存在下的丙烯酸丁 并且可迁移到胶层表面，导致涂膜具有多种缺陷 酯半连续乳液聚合的动力学；Sebenik-2研究 了甲 的现象发生-6’。为了考察该反应体系的动力学 基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯的半连续种子乳液共 规律，本文首先利用间歇聚合工艺研究了引发剂、 聚合的动力学；Sajjadi3【研究了半连续饥饿态滴加 反应性乳化剂、单体总量及温度对聚合反应速率 单体条件下的苯乙烯乳液聚合的动力学，并建立 的影响，通过数学线性回归处理，得到了该体系的 了数学模型；赵科 以聚乙酸 乙烯酯为种子，半连 聚合反应动力学关系式和表观活化能。由于实际 续滴加方式加入丙烯酸丁酯的核壳乳液聚合工 应用中常采用半连续滴加工艺，滴加速率直接影 艺，建立了聚合表观动力学实验表达式。笔者 曾 响着聚合反应速率，且饥饿态、半饥饿态、充溢态 研究 了在 反 应性 乳 化剂 SE一10N (结 构 式 为 的判断又比较模糊 ，因此本文又考察了半连续滴 CH2CHCH’OCH2 加工艺中的滴加速率对聚合反应速率的影响，同 公 ． I )存在 下 ． C9H19． OCH2CH(CH2CH20)nOSO3NH4 。’。 时引人经验系数K，对聚合体系是处于饥饿态、半 采用半连续滴加工艺制备苯乙烯 (St)、甲基丙烯 饥饿态或充溢态进行半定量描述，为实际应用 中 酸 甲酯 (MMA)、丙烯酸丁酯 (n—BA)、丙烯酸 对反应的控制提供动力学方面的实验依据。 (AA)、丙烯腈(AN)五元苯丙共聚乳液的工艺，所 制得乳液涂膜的硬度能够达到H级，耐水性也明 1 实验部分 显提高 J。SE．10N为双键直接与亲油端相连 的 烯丙基类反应性乳化剂，易于单体发生共聚，采用 1．1 原料和试剂 带有乳化基团的反应性乳化剂代替小分子乳化 甲基丙烯酸甲酯(MMA)、过硫酸铵(APS)：分析