酮肼交联反应在乳液聚合物中的应用研究

论文摘要

本文主要研究了酮肼交联反应在乳液聚合制备白乳胶、涂料乳液及发型定型剂成膜聚合物中的应用。酮肼交联反应即利用酮羰基与肼及其衍生物缩合成腙的反应使聚合物发生交联,其优越性在于它可以制备出单组分乳液,只有在使用时干燥脱水之后才会发生常温自交联反应（无需加热,无需引发剂或催化剂）,而在储存时不发生反应。分别以具有代表性的两种物质双丙酮丙烯酰胺（DAAM）和己二酰肼（ADH）作为酮单体和肼单体。制备白乳胶以DAAM和醋酸乙烯酯（VAc）为反应单体,采用聚乙烯醇为保护胶体,过硫酸钾为引发剂,乳液聚合法合成VAc-DAAM共聚物,然后加入ADH,其中VAc-DAAM共聚物上的酮羰基和ADH中的酰肼基在使用过程中脱水的情况下发生酮肼交联反应,从而提高白乳胶的耐水性、粘结强度及其它性能。通过改变DAAM加入量的比例和DAAM与ADH的单体配比、反应温度及引发剂用量等条件,以选取最优制备方法。所得乳液为白色乳状,pH值介于6-7之间,固含量在20%-25%之间,粘度2.2-67.0Pa·s。制备涂料乳液以丙烯酸丁酯（BA）,甲基丙烯酸甲酯（MMA）,甲基丙烯酸（MAA）及DAAM为反应单体,以烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）和十二烷基苯磺酸钠（DBS）为乳化剂,过硫酸钾为引发剂,乳液聚合法合成该共聚物乳液。反应结束后加入ADH,并加入氨水调节乳液的pH值在7-9之间,以保证乳液的储存稳定性。通过改变DAAM的加入量及DAAM和ADH之间的单体配比、乳化剂及引发剂的加入量等,优化制备条件,并研究了乳液的性质,其乳液呈乳白色带蓝光,固含量在43%-49%之间,粘度0.2-2.5 Pa·s。制备发型定型剂成膜聚合物以醋酸乙烯酯、巴豆酸（CA）和DAAM为单体,以聚乙烯醇为保护胶体,以过硫酸钾为引发剂,合成三元共聚物,反应结束加入ADH。通过改变DAAM的加入量及DAAM和ADH的配比、反应温度、及引发剂的加入量等,选取最优制备方法,并研究了乳液的性能,其乳液呈白色,pH值介于5-7之间,固含量在20%-25%之间,粘度6.8-27.9 Pa·s。乳液聚合的产物经提纯后其红外（IR）谱图支持反应生成的共聚物以及失水交联后的产物的化学结构;其玻璃化温度（Tg）由差示扫描量热法（DSC）测出;其形态特征通过扫描电镜（SEM）观察。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 前言
• 1.1 酮肼交联反应及其单体简介
• 1.2 乳液聚合概述
• 1.3 双丙酮丙烯酰胺与己二酰肼参与乳液聚合发生酮肼交联反应机理简介
• 1.4 酮肼交联反应的应用研究
• 1.4.1 白乳胶
• 1.4.2 涂料
• 1.4.3 发型定型剂
• 1.5 本研究的内容、背景及意义
• 第二章 酮肼交联反应应用于醋酸乙烯酯乳液聚合制备白乳胶
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料及仪器设备
• 2.2.2 醋酸乙烯酯的提纯
• 2.2.3 乳液聚合
• 2.3 分析、测试与计算方法
• 2.3.1 粘度测定
• 2.3.2 乳液固体含量测定
• 2.3.3 乳液的粘结强度测定
• 2.3.4 乳液的耐水性测定
• 2.3.5 乳液的耐洗刷测定
• 2.3.6 红外光谱表征
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 不同DAAM和ADH含量的乳液共聚合对乳液性能的影响
• 2.4.2 改变DAAM和ADH的配比对乳液性能的影响
• 2.4.3 反应温度对共聚乳液粘度和固含量的影响
• 2.4.4 引发剂用量对共聚乳液粘度和固含量的影响
• 2.4.5 红外光谱表征
• 2.5 结论
• 第三章 酮肼交联反应应用于丙烯酸酯乳液聚合
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料及仪器设备
• 3.2.2 乳液聚合
• 3.3 分析、测试与计算方法
• 3.3.1 乳液性质
• 3.3.2 乳胶膜性质
• 3.3.3 胶粒结构的表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 复合乳化剂对乳液性能的影响
• 3.4.2 乳液稳定性
• 3.4.3 乳液的粘度影响
• 3.4.4 乳胶膜外观
• 3.4.5 乳胶膜性质
• 3.4.6 聚合物结构表征
• 3.5 结论
• 第四章 酮肼交联乳液聚合法制备定型发胶成膜聚合物
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料及仪器设备
• 4.2.2 醋酸乙烯酯的提纯
• 4.2.3 将双丙酮丙烯酰胺与己二酰肼的交联性应用于制备定型用成膜聚合物
• 4.3 测试、分析与计算方法
• 4.3.1 共聚合产物水溶性测试
• 4.4 实验结果与讨论
• 4.4.1 CA-VAc-DAAM乳液共聚合结果
• 4.4.2 不同DAAM和ADH含量的乳液共聚合
• 4.4.3 不同DAAM和ADH配比的乳液共聚合
• 4.4.4 加ADH前后对乳液粘度的影响
• 4.4.5 引发剂用量对共聚物的影响
• 4.4.6 反应温度对共聚物乳液的影响
• 4.4.7 红外光谱表征
• 4.4.8 共聚合产物水溶性测试结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表主要论文目录