硅丙微乳液的合成与性能研究

论文摘要

微乳液是由油、水、乳化剂和助乳化剂组成的各向同性、热力学稳定的半透明或是透明的胶体分散体系,其分散相的直径在10～100nm范围。但是由于固含量低、乳化剂含量高影响了它的应用。本文针对微乳液聚合体系中固含量低、乳化剂含量高的问题,采用种子微乳液聚合法,将种子微乳液法和核/壳聚合技术相结合,合成了乳化剂用量为2.0g、固含量约为40%且具有核壳结构的硅丙微乳液。本文系统研究了各种因素对硅丙微乳液合成及其涂膜性能的影响。结果表明:以SDS和OP-10作为复合乳化剂,SDS/OP-10配比为1.25/1较适宜,乳化剂总量占所有单体的比例确定为5%,有机硅单体用量占总单体的20%-25%,软硬单体比例为1/1-3/2,引发剂用量为0.28g,功能性单体AA为0.5g,有机硅交联剂NQ-71用量占有机硅单体的7%。正交实验获得耐水性的优化条件:有机硅用量为20%,乳化剂用量为2.0g,MMA/BA为1/1,NQ-71为7%;经检测,乳胶粒子平均直径为41.26nm,涂膜外观透明、有光泽;涂膜的耐水性好,常温吸水率5.07%;乳液固含量38.38%;贮存稳定性三个月以上。TG、FTIR、DSC、TEM表明有机硅单体与丙烯酸酯单体接枝共聚形成核壳聚合物;乳胶粒子呈椭球状;硅丙微乳液的热稳定性比丙烯酸酯微乳液的更好。通过与一般的硅丙乳液相比,硅丙微乳液具有粒径小、室温耐水性能好、较高的固含量、成膜性能好、较好附着力等优点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 聚合物微乳液的制备与特性
• 1.1.1 乳液聚合的研究现状及机理
• 1.1.2 微乳液的性质
• 1.1.3 微乳液聚合体系
• 1.1.4 聚合物微乳液的应用
• 1.2 核壳乳液聚合方法及应用
• 1.2.1 核壳乳液聚合方法
• 1.2.2 核壳乳液乳胶粒结构形态及其影响因素
• 1.2.3 核壳乳液的应用
• 1.3 硅丙微乳液的研究现状及发展趋势
• 1.3.1 有机硅、丙烯酸酯聚合物的特点
• 1.3.2 硅氧烷单体形成核/壳微乳液的机理
• 1.3.3 硅丙微乳液的研究现状
• 1.4 本文的研究目的、意义及内容
• 1.4.1 本文研究的目的、意义
• 1.4.2 本文研究的内容
• 2 实验部分
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器及设备
• 2.3 实验装置
• 2.4 合成方法
• 2.5 乳液性能的测试
• 2.5.1 微乳液性能的测试
• 2.5.2 涂膜性能的测试
• 2.5.3 仪器分析
• 3 结果与讨论
• 3.1 硅氧烷单体用量的影响
• 3.2 乳化剂的影响
• 3.2.1 乳化剂的选择
• 3.2.2 乳化剂用量的确定
• 3.2.3 乳化剂配比的确定
• 3.2.4 反应性乳化剂
• 3.3 丙烯酸酯类单体的选择及配比
• 3.3.1 软硬单体配比对微乳液性能的影响
• 3.3.2 功能性单体对微乳液性能的影响
• 3.4 交联剂用量的影响
• 3.5 引发剂对微乳液聚合的影响
• 3.6 正交试验
• 3.7 微乳液产品性能指标
• 3.8 乳液产品表征
• 3.8.1 乳液粒径分析
• 3.8.2 透射电镜分析
• 3.8.3 FTIR 谱图
• 3.8.4 DSC 分析
• 3.8.5 热重分析
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录