新型聚合反应无皂1
3--加入离子性单体参与反应,这些单体本身 带有离子基团,由于其亲水性而倾向于排列 在聚合物粒子-水界面,发挥类似乳化剂的作 用。其成核机理与上述“二”中非离子型亲 水性单体的机理是不同的。如NAMS与St共聚 时,在反应的初始阶段,PNAMS的含量极高。 由于具有强亲水性基团,它们可能溶入水中 从而减小了乳胶粒的稳定性,也可能被吸附 在乳胶粒表面来稳定胶粒。
乳液聚合新技术
(之)
无皂乳液聚合
• 无皂乳液聚合是 对传统乳液聚合不加入 乳化剂的一种聚合技术。 • 无皂乳液聚合的发展最早可以追溯到 1937年由Gee,Davis和Melville在乳化 剂浓度小于CMC条件下进行的丁二烯乳 液聚合。 • Mastumuto和Ochi于1965年首次在完 全不加入乳化剂的情况下制备出一系列 胶粒分散均匀,体系稳定的无皂胶乳。
2--与非离子水溶性单体共聚,共聚单体由于 亲水性而位于粒子表面,这些亲水及或者在 一定pH值下一离子形式存在,或者依靠他们 的空间位阻效应或静电排斥力而形成稳定胶 粒,用这种方法进行无皂乳液聚合,所采用 的单体一般为羧酸类,丙烯酸,丙烯酰胺及 其衍生物。在聚合过程中,共聚单体由于其 强亲水性而位于胶粒表面,利用其空间位阻 或静电排斥力来维持体系的稳定。
• 正如前面所说的,普通乳液聚合与无皂 乳液聚合的区别: 水+单体+乳化剂+引发剂=普通乳液聚合 水+单体+引发剂=无皂乳液聚合 为什么能在 的乳胶?
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的情况下形成稳定
无皂乳液聚合的理论模型:
• 均相沉淀成核理论 • 齐聚物胶束成核理论
无皂乳胶的制备:
无皂体系中虽然不存在乳化剂,但主要通过引 入以下反应性组分发挥类似乳化剂的作用, 从而使体系得以稳定。
无皂乳液聚合向复合材料方向发展:
在无机粉末存在的条件下进行无皂乳液聚合作 为制备复合材料的一种方法正日益重视。 • Hasegawa对不同的无机粉末 存在下甲基丙烯 酸甲脂(MMA)的无皂乳液聚合进行研究。 • Arai和Ono对无机粉末存在下MMA体系的无皂 乳液聚合的动力学及聚合物粒子的成核过程 进行探讨。 • 国类的陈立研究了硫酸钡粉末存在下疏水性 单体的无皂乳液聚合。
无皂乳胶的应用:
无皂乳液聚合由于不加入乳化剂可制备具 有单分散性表面洁净(即不含小分子乳化 剂)可带有多种功能性基团的聚合物基团。 因此可做为生物医学研究和催化剂的载体, 目前已广泛应用于: • 电子显微镜,光学显微镜,光散射,超速 离心,气溶胶计数,电粒子技术及小角x光 衍射的校正
• 乳液聚合和胶乳成膜动力学及机理的研 究 • 鞭毛移动机理分析 • 胶体模型 • 滤纸及生物膜孔径的测量 • 生物医学中如临床检验及诊断等研究
• 引发剂碎片法 • 利用非离子水溶性单体的空间位阻效 应或静电排斥力而形成稳定胶粒 • 加入离子性单体参与反应
1--利用引发剂(如过硫酸盐)分解产生的自 由基聚合而引入离子基团,即引发剂碎片法。 利用这种方法制得的胶乳,胶乳仅仅依靠引 发剂分解产生的离子基团而稳定,如胶粒表 面电荷密度低,因此固含量往往低于10%,与 传统乳液体系的粒子浓度相比,无皂聚合的 粒子浓度很低,因此聚合速率缓。无皂乳 液聚合理论产生时,主要依靠这种手段制备 无皂乳胶,而研究的体系多用于MMA,St的均 聚。
无皂乳液聚合条件制备树脂基复合材料:
• 利用无皂乳液聚合技术可制备均匀分散的含 无机填料的聚合物复合材料,对于无机颗粒 存在条件下的无皂乳液聚合来说,由于颗粒 表面参与促进聚合进行,产生的聚合物与填 料颗粒界面结合力强,故所得复合材料避免 了在外应力下界面易破坏而导致强度等性能 下降的弊病,从而大大提高了材料的性能。