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★种子乳液聚合 ★核壳乳液聚合 ★无皂乳液聚合 ★微乳液聚合 ★反相乳液聚合 ★分散聚合
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• 无皂乳液聚合的概念 • 无皂乳液聚合的成核机理 • 无皂乳液聚合常见制备方 法简介 • 无皂乳液聚合的特点及现 状 • 无皂乳液聚合的应用前景
齐聚物胶束成核机理
Goodall 等人研究了苯乙烯/过硫酸钾/水体 系的无皂乳液聚合的成核机理提出了一种 齐聚物胶束成核机理，带有离子链端的齐 聚物先在水相形成胶束而引发聚合，然后 随着聚合的进行可以观察到由于胶粒表面 积增大而导致的表面电荷密度下降，此时 早期产生的初级胶粒通过凝聚重新获得胶 态稳定性，一旦稳定的胶粒生成之后，聚 合主要在单体溶涨的胶粒中，进行此时的 胶粒增长类似与常规乳液聚合 。
无皂乳液虽然属于环保型聚合且赋予聚 合物许多优异性能，但是由于无皂乳液 由于没有乳化剂的保护作用，使得乳胶 粒子的稳定性下降，因此获得高固含量 和稳定性的乳胶粒具有很的的困难，因 此开发更好的无皂乳液聚合技术，提高 无皂乳液体系的高固含量和稳定性，通 过粒子设计使粒子表面带有更多的功能 基团，制备性能优良与乳化剂功能相当 的功能性单体，进而扩大无皂乳液聚合 的用用范围，这也是无皂乳液聚合的研 究方向。
无皂乳液聚合(soap-free emulsion polymerization) 技术出现的原因
传统的乳液聚合中的乳化剂会被带入到最终 产品中去，其纯化工艺非常复杂
●乳化剂一般价格昂贵加入乳化剂会增加成本，而且乳化剂会 造成环境污染 ； ●乳化剂的存在还会影响乳液聚合物的电性能，光学性质表面 性质及耐水性等，使其应用受到限制 ； ●另外，生产确定粒径的乳液产品需要制定特别的反应条件且
均相凝聚成核机理
均相成核机理是1969 年由Fitch 等人首先提出的，而后 Goodwin Hansen 和Vgelstad 以及Feeny 等人对这一机理 进行了完善和充实，该机理认为引发剂分解产生的初级自 由基在水相中引发溶于水的单体聚合，生成自由基活性链， 并进行链增长，当该自由基达到一定的聚合度时就变的不 溶于水而沉淀形成基本初始粒子，基本初始粒子一旦生成， 便会捕捉水相中的自由基活性链而继续增长形成基本粒子， 然后由于表面电荷密度不足以及水溶性较好的分子链伸展 到水相中而导致的链缠结，基本粒子将发生凝聚，聚合物 粒子数目将减少，同时聚合物粒子体积增大，表面电荷密 度增大，界面张力减小，粒子稳定性不断提高最终形成稳 定的聚合物乳胶粒胶粒成核过程在转化率达到1%之前就 结束了此后胶粒数目保持恒定聚合就在胶粒中进行。
增加稳定性的方法有：
1.采用离子型引发剂；2.采用水溶性共聚 单体；3.采用反应性的引发剂；4.添加无 机粉末；5.选择适当的助溶剂.
与传统的乳液聚合相比较，无皂乳 液聚合高聚产物具有以下三个特点： 1.免去了去除乳化剂的后处理，产品 可直接应用，简化了工艺； 2.聚合物乳胶粒的表面洁净，从而避 免了乳化剂对高聚物产品电性能 ﹑光性能﹑表面性质﹑耐水性及 成膜性的影响； 3.所得到的聚合物乳胶粒子的粒径单 分散性好，且较常规乳液聚合的 粒径要大。
乳液聚合技术进展简述
2009级化学三班 张丹丹 陈苏莉
无皂乳液聚合的成核机理
无皂乳液聚合体系的粒子密度Np 粒径的 大小Dp 直接与成核机理密切相关，因此 受到特别的重视，人们提出了多种无皂 乳液聚合成核机理， 普遍为人们所接受 的为均相成核机理和齐聚物胶束成核机 理 但是无皂乳液聚合现有的任何一种成 核机理均难以描述所有单体的粒子成核 的机理
可重复性差，随着人们对环境问题的日益重视以及为克服由 于加入乳化剂而带来的聚合物产品的弊端，人们开始致力于 无皂乳液聚合技术（soap-free
）。
无皂乳液聚合(soap-free emulsion polymerization) 的定义
无皂乳液聚合是指不含乳化剂或仅含少
量乳化剂其浓度小于临界胶束浓度CMC 的 乳液聚合，但少量乳化剂所起的作用与传统 的乳液聚合完全不同 。所谓“无皂”聚合， 只是利用引发剂或极性共单体，将极性或者 可电离的基团化学键接在聚合物上，使聚合 物本身就成为表面活性剂。
无皂乳液的聚合方法
• • • • • • • • 无皂核/壳乳液聚合法 引发剂碎片法 引发剂碎片法 水溶性单体共聚法 反应性乳化剂共聚法 超声无皂乳液聚合法 微波无皂乳液聚合法 添加无机粉末法
无皂乳液的稳定性
乳液乳胶粒离子的稳定性主要由表面活性 齐聚物所决定
影响稳定性的因素有：
1. 静电作用; 2.离子表面的亲水性.
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• • • • 微乳液聚合的概念 微乳液聚合的机理（ O/W型与W/O型） 微乳液聚合与传统乳液聚合不同之处 微乳液聚合的应用及前景
微乳液聚合的概念
• 定义：由水、表面活性剂及助表面活性剂形成的外观透明、 热力学稳定的油水分散体系。分散相的珠滴直径在1080nm范围内。其中助表面活性剂为极性有机物，一般采 用醇类（戊醇）。在微乳液体系中，微珠滴是靠乳化剂与 助乳化剂形成的一层复合薄膜和界面层来维持其稳定的。 • 当体系内富有水时，油相以均匀的小珠滴形式分散于连续 相中，形成O/W型正相微乳液。 • 当体系内富有油时，水相以均匀的小珠滴形式分散于连续 相中，形成W/O型反相微乳液。
无皂乳液的应用
• 利用无皂乳液聚合可制造单分散性聚合物乳 胶粒子，因为其聚合反应的成核阶段较短， 且体系中胶粒数目小于常规数目； • 制备无机---有机复合材料，这种材料有别于 通常的聚合物/无机调料体系，并不是无机和 有机体系的简单相加，而是由有机和无机相 在纳米范围内结合，两相界面间存在着强的 化学键，从而提高了复合材料的耐热性和强 度，进而提高了材料使用性能。 • 制备涂料和粘合剂，无皂乳液能消除低相对 分子质量表面活性剂的影响，改变聚合物涂 膜的物理化学性能，机械性能以及粘结性能， 尤其是耐水性和耐溶剂性，提高了聚合物基 材间的结合力，故广泛用于涂料和粘合剂。