乳液聚合技术综述性报告.doc

乳液聚合技术综述性报告 目 录 一、乳液聚合概况 1.1 乳液聚合概况 1.2 乳液聚合概念 1.3 乳液聚合机理 1.3.1聚合场所 1.3.2成核机理聚合过程 2.6活性自由基乳液聚合 三、几种乳液产品的应用与发展 3.1 乳液产品的分类 3.2 VAE乳液 3.2 苯丙乳液 3.3 聚醋酸乙烯(PVAc)乳液 3.3.1 醋酸乙烯乳液概述醋酸乙烯乳液定义醋酸乙烯乳液概述醋酸乙烯乳液技术发展趋势醋酸乙烯乳液醋酸乙烯乳液醋酸乙烯乳液国内外市场综述醋酸乙烯乳液市场状况分析 单体：一般为油溶性单体，在水中形成水包油型引发剂：为水溶性或一组分为水溶性引发剂，氧化－还原引发体系水：无离子水乳化剂乳化剂浓度很低时，是以分子分散状态溶解在水中，达到一定浓度后，乳化剂分子开始形成聚集体（约50～150个分子），称为胶束。形成胶束的最低乳化剂浓度，称为临界胶束浓度(CMC)不同乳化剂的CMC不同，愈小，表示乳化能力愈强胶束的形状 乳液聚合优缺点水作分散介质，传热控温容易要得到固体聚合物，后处理麻烦，成本较高可在低温下聚合难以除尽乳化剂残留物快，分子量高可直接用于聚合物乳胶的场合 对于“ 理想体系”，即单体、乳化剂难溶于水，引发剂溶于水，聚合物溶于单体的情况 极少量单体和少量乳化剂以分子分散状态溶解在水中大部分乳化剂形成胶束，约 大部分单体分散成液滴，约 水相不是聚合的主要场所; 单体液滴也不是聚合场所; 聚合场所在胶束内胶束比表面积大，内部单体浓度很高，提供了自由基进入引发聚合的条件液滴中的单体通过水相可补充胶束内的聚合消耗成核机理成核是指形成聚合物乳胶粒的过程。有两种途径：胶束成核：自由基由水相进入胶束引发增长的过程均相成核：在水相沉淀出来的短链自由基，从水相和单体液滴上吸附乳化剂而稳定，继而又有单体扩散进入形成聚合物乳胶粒的过聚合过程根据聚合物乳胶粒的数目和单体液滴是否存在，乳液聚合分为三个阶段：? Ⅰ阶段 阶段 阶段 乳胶粒 不断增加 恒定 恒定 胶束 直到消失 － － 单体液滴 数目不变 直到消失 － ? 体积缩小 ? ? 不断增加 恒定 下降 阶段：乳胶粒生成期，从开始引发到胶束消失为止， 递增阶段：恒速期，从胶束消失到单体液滴消失为止， 恒定阶段：降速期，从单体液滴消失到聚合结束，下降 2.2无皂乳液聚合 乳液聚合已成为工业上广泛使用的聚合方法,其产物也被应用于许多领域。在传统的乳液聚合中都要加入乳化剂,以使体系稳定和成核,但产物中会残留有游离乳化剂,由于不能完全将其从乳液聚合物中除去,其中所含有的乳化剂对乳液聚合物的电性能、光学性质、表面性质及耐水性等会造成一定影响。同时乳化剂通常价格较贵,加入乳化剂会增加产品成本。另外,乳化剂还会造成环境污染。基于以上问题,无皂乳液聚合(emulsifier-free emulsionpolymerizatiom)技术应运而生。 2.2.1无皂乳液聚合概况 无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加乳化剂或仅加入微量乳化剂(浓度小于CMC)的乳液聚合过程。又称无乳化剂乳液聚合。无皂乳液聚合的发展最早追溯到1937年由Gee, Davis和Melville在乳化剂浓度小于CMC的进行的丁二烯乳液聚合。此后Matsumoto和Ochi又于1960年在完全不含乳化剂的条件下，合成了具有颗粒单分散性乳胶粒的聚苯乙烯、聚甲基苯甲酸甲醋以及聚醋酸乙烯醋乳液。后来相继出现了一些有关无皂乳液聚合研究的报道。与常规乳液聚合相比，无皂乳液聚合的一个特点就是单分散胶粒的表面较纯净，胶粒表面所带的电荷及基团可通过引发剂、共聚单体来控制，并且胶束不含小分子乳化剂。这可以增强产物的耐水性。无皂乳液聚合的另一个应用为生产含有无机填料和聚合物的复合材料。无机填料通常是通过机械共混加入聚合物的，但所得的复合材料的均一性不好。对于无机填料存在下的无皂乳液聚合来说，在适当的条件下能够获得均一性良好的复合材料，而且在特定的条件下可以在聚合物与填料的界面生成化学键，从而使所得复合材料的强度大为改善。 2.2.2无皂乳液聚合概念 所谓无皂乳液聚合指在反应过程中完全不加乳化剂或仅加入微量乳化剂(小于CMC)的乳液聚合过程,此时乳化剂所起的作用与传统乳液聚合完全不同。由于避免了乳化剂存在下的隔离、吸水、渗出等作用,能得到单一分散、表面洁净的胶乳粒子等优点,同时消除了乳化剂对环境的污染,在环境倍受关注的今天,无皂乳液聚合已日益受到重视。可以预言,乳液聚合有向无皂聚合发展的趋势,大部分乳液聚合将被无皂聚合取代,无皂聚合将进入一个快速发展阶段。近年来,虽在无皂聚合的理论研究方面取得了一些进展,