基于圖書館背景的苯丙乳液改性研究

郭文妍

摘 ?????要：苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）通過的是苯乙烯、丙烯酸酯單體經乳液共聚得到的，其在耐水性、耐堿性、耐洗擦等方面有了一定的應用。通過反應性乳化劑、苯乙烯（ST）、甲基丙烯酸等進行了改性處理，實驗采用種子滴加法得到共聚物乳液。實驗結果表明：改性的苯丙乳液滿足了技術要求，其耐水性能優越;隨著引發劑用量的增加，單體的轉化率上升，凝聚率上升;乳化劑用量為4.5%，聚合穩定性最好;在最佳配比2∶5時， 更能發揮兩類乳化劑的協同效應。

關 ?鍵 ?詞：苯丙乳液;耐水性;耐堿性;乳化劑

中圖分類號：TQ 72 ??????文獻標識碼： A ??????文章編號： 1671-0460（2019）01-0067-04

Abstract： Styrene acrylic emulsion is always prepared by the emulsion copolymerization of styrene and acrylate monomer. Because of good water resistance， alkali resistance and scrub resistance， it has a certain application value. In this paper， the copolymer emulsion was obtained by the modification with reactive emulsifier， styrene （ST） and methacrylate. The experimental results showed that the modified styrene acrylic emulsion met the technical requirements and had superior water resistance. With the increase of the initiator dosage， the conversion rate of monomer increased and the condensation rate increased. When the dosage of emulsifier was 4.5%， the polymerization stability was the best. The synergistic effect of two types of emulsifiers was enhanced when the optimum ratio was 2.5.

Key words：Styrene acrylic emulsion; Water resistance; Alkali resistance; Emulsifier

苯丙乳液（苯乙烯-丙烯酸酯乳液）通過的是苯乙烯、丙烯酸酯單體經乳液共聚得到的，其在耐水性、耐堿性、耐洗擦等方面有了一定的應用。然而苯丙乳液在抗老化、抗張強度等領域都表現了相對的缺陷，致使苯丙乳液發展緩慢[1-7]。目前苯丙乳液吸引了有機化學、納米科學、生物分子等多領域學者對其進行改性研究，常見的改性材料有環氧樹脂、蒙脫土、有機硅等。具有氟碳的化合物碳氟鍵的鍵能比較大，氟原子不僅可以和碳原子緊密結合，還能在碳架外層排列整齊緊密，能夠實現阻止碳原子、碳鏈的暴露。上述特點使得碳氟化合物能夠具備良好的耐腐蝕性、化學穩定性、抗氧化性等[8-12]。于是通過有機氟改性丙烯酸乳液，能夠使得乳液的綜合性能顯著提高。比較代表性的研究有國內清華大學團隊采用乳液聚合方法，通過聚丙烯酸酯實現乳液改性，改性后的乳液和基材的黏結性能表現優良，膠膜表面性能表現也較好，能夠作為紡織、皮革制品的耐水耐油劑的基本材料[13-20]。此外，苯丙乳液在環保領域的改性應用也較為廣泛，常見的主要用來研發降解室內有害氣體（甲醛）、釋放負離子等特定條件涂料，代表性工作有華師大團隊的粉體、苯丙乳液復合物，實現了抗菌防霉、分解有害氣體等健康環保型苯丙復合乳液，該團隊制備的環保型苯丙復合乳液提高了附著力、降低起泡性等特性，解決了低分子乳化劑存在的問題[21-32]，上述改性不僅實現了粒子結構、形態改進，也完成了苯丙乳液性能優化。當前苯丙乳液優勢主要體現在：水用車介質，價格低廉生產安全，膠乳粘度相對更低，易于攪拌傳熱、連續生產等;聚合速率相對較快，能夠在溫度比較低條件下進行聚合;可以用來生產直接使用、環保型產品[33-37]。同時目前研究改進的主要方向集中在：工藝改進，乳液改性需要進行凝聚、脫水、干燥等過程，成本增加顯著;產品中存在乳化劑等雜質，去除清潔較難，對電性能影響較大。與此同時，苯丙乳液采用的聚合方法，應用的反應溫度，乳化劑產品與用量等都對其性能影響明顯。伴隨著近年來新材料的研究深入，苯丙乳液高性價比的特點使其在工業領域又有了新的進展[38-40]。基于上述發展背景，以及對性能優異、環保高性能涂料的追求，課題組團隊結合多年來工作背景，進行了改性處理，實驗采用種子滴加法得到共聚物乳液。實驗結果表明：改性的苯丙乳液滿足了技術要求，其耐水性能優越;隨著引發劑用量的增加，單體的轉化率上升，凝聚率上升;乳化劑用量為4.5%，聚合穩定性最好;在最佳配比2∶5時，更能發揮兩類乳化劑的協同效應。

1 ?實驗部分

1.1 ?實驗材料與應用設備

表1給出了本次實驗的儀器情況與數量。表2則給出了本次實驗的材料與級別情況，與此同時表3則給出實驗當中苯丙乳液的技術目標。

1.2 ?實驗過程與材料制備

本次實驗通過種子滴加法得到共聚物乳液，圖1給出了本次苯丙乳液的乳化機理。首先將材料依據表4情況完成預乳化，接著攪拌后觀察乳液變化情況，最后進行過濾核對指標。

2 ?實驗測試結果與改性條件分析

2.1 ?技術要求達標情況

改性苯丙乳液的質量標準依據的是技術要求滿足程度，本次實驗的改性的苯丙乳液的質量見表5所示，從表5結果可以看出，制備的乳液滿足了技術要求，其耐水性能優越。

2.2 ?改性條件分析

2.2.1 ?引發劑含量對聚會左右分析

引發劑影響的實驗結果見表6，圖2、3 所示。結果可看成，隨著引發劑不斷提高，反應速度，轉化率等都有提高。

2.2.2 ?乳化劑參數分析

引發劑影響的實驗結果見表7，圖4則進一步分析了乳化劑影響，表明本試驗中，乳化劑用量應為4.5%，其聚合穩定性最好;在陰離子和非離子型乳化劑之間存在一個最佳配比，在最佳配比時，更能發揮兩類乳化劑的協同效應，本試驗確定兩者之間的最佳配比為2∶5。

3 ?結 語

文中通過反應性乳化劑、苯乙烯（ST）、甲基丙烯酸等進行了改性處理，實驗采用種子滴加法得到共聚物乳液。實驗結果表明：

（1）改性的苯丙乳液滿足了技術要求，其耐水性能優越;

（2）隨著引發劑用量的增加，單體的轉化率上升，凝聚率上升;

（3）乳化劑用量為4.5 %，聚合穩定性最好;在最佳配比2∶5時，更能發揮兩類乳化劑的協同效應。

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