核壳乳液聚合ppt课件.ppt

核壳乳液聚合 1 核壳乳液聚合 2 什么是核壳乳液聚合 种子乳液聚合所谓种子乳液聚合是先将少量单体按一般乳液聚合法制得种子胶乳 100 150nm 然后将少量种子胶乳 1 3 加入正式乳液聚合的配方中 种子胶乳粒将被单体所溶胀并吸附水相中产生的自由基而引发聚合 经过多级溶胀聚合 使粒子逐渐增大 最终可达1 2 m或更大 普通50 200nm 可用来制备粒径较大 分布较窄的乳胶粒子 在第二步反应中 要控制乳化剂的用量 以抑制新的粒子生成 3 什么是核壳乳液聚合 核壳乳液聚合核壳乳液聚合是种子乳液聚合的发展 若种子聚合和后继聚合采用不同单体 则形成核壳结构的胶粒 在核与壳的界面上形成接枝层 增加两者的相容性和粘结力 提高力学性能 在总配比完全相同的情况下 因为组分性质的差异 采用种子乳液聚合的方法 控制不同的加料顺序和条件 可以得到结构形态不同的核壳乳胶粒子 与普通乳液乳液聚合相比 它有显著的优越性 如在流变性 最低成膜温度 玻璃转化温度 抗张强度 粘接性能 加工性等方面有显著的特点 4 什么是核壳乳液聚合 种子乳液聚合 核壳乳液聚合 使粒子长大 后继的正式聚合采用同一种单体 少量单体先形成种子胶乳 形成核壳结构 后继聚合采用不同单体 少量单体先形成核结构部分 5 核壳乳液聚合的核壳结构 乳胶粒的核壳结构 在乳胶粒的中心附近是一个富聚合物的核 其中聚合物含量大而单体含量少 在核的外围是一层富单体的壳 在壳表面上吸附乳化剂分子而成一单分子层 以使该乳胶粒稳定的悬浮在水相中 在核与壳的界面上 分布有正在增长的或失去活性的聚合物末端 聚合反应就是发生在这个界面上 6 核壳乳液聚合的核壳结构 单体 乳化剂分别处在水溶液 胶束 液滴三相中的示意图 7 影响核壳乳液聚合的因素 根据核和壳单体的不同 正常的核壳聚合物基本上有两种类型 硬核软壳型 这类聚合物主要用作涂料 软核硬壳型 调节玻璃化温度或最低成膜温度 以丁二烯 丙烯酸丁酯等软单体 经乳液聚合后为种子 甲基丙烯酸甲酯 苯乙烯 丙烯睛等为硬单体 后来加入继续聚合 就成为硬壳层 以B 聚丁二烯 为核 S 苯乙烯 和A 丙烯氰 共聚物为壳 就成了著名的ABS工程塑料 8 影响核壳乳液聚合的因素 核壳乳液粒子构成机理接枝机理一种单体在另一种聚合物存在下进行聚合时 在适当的条件下 会多去聚合物上的活泼氢原子而发生接枝共聚 如St BA核壳乳液聚合互穿聚合物网络机理两种聚合物分子链相互贯穿并以化学键的方式各自交联而成的网络结构离子键合机理 不同电荷的相互作用 9 影响核壳乳液聚合的因素 溶胀法 先不补加引发剂 而加入壳单体 使壳单体溶胀进入乳胶内 这种方法不仅种子乳胶粒表面的单体浓度很高 而且壳单体有充分时间渗入到种子乳胶粒子内部 间歇法 壳单体一次性加入 在引发剂存在下引发聚合 这种方法也使乳胶粒表面单体浓度很高 半连续法 将壳单体连续滴加 使种子乳胶的表面和内部壳单体浓度都很低 既聚合物处在饥渴状态 此只能在核聚合物上连续形成壳层而缺乏核壳层间的结合 10 影响核壳乳液聚合的因素 影响核壳结构的因素除了两中单体的加料次序外 还与单体的亲水性有关 一般乳液聚合都以水为分散介质 亲水性较大的聚合物易和介质水接近 而疏水性倾向于排斥介质水 因而形成不同结构形态的胶乳粒子 正常结构和非正常的结构形态 如翻转形等 乳胶粒 11 核壳乳液聚合的应用举例 1 多层特种结构聚合物乳胶粒子递变进料 单体A单体B 洋葱当R0 R1 1 2 内部富含B外部富含A的核壳聚合物 当R0 R1 无规共聚物 当R0 R1 典型的B核A壳聚合物 12 核壳乳液聚合的应用举例 2 synthesisandapplicationofanionicacrylic 阴离子丙烯酸 emulsionusedaspaperwet strengthadditive 13 Relatedimformation Titlesynthesisandapplicationofanionicacrylicemulsion 阴离子丙烯酸 usedaspaperwet strengthadditiveAuthorsXinLiu ChunhuaTian YuyingWu XuemingZhangCollegeofMaterialsScienceandTechnology BeijingForestryUniversityFrom4thInternationalConferenceonPulping PapermakingandBiotechnology Contents 1 Abstract 2 Introduction 3 Experienment 4 Resultsanddiscussion 5 Conclusion Abstract polymerizationbutylacrylate BA assoftmonomer styrene St ashardmonomersodiumdodecylsulfate SDS anddodecylpolyoxyethylene OP 10 asemulsifiersundernitrogen丙烯酸丁酯 苯乙烯 十二烷基硫酸钠 烷基酚聚氧乙烯醚theoptimalconditionstheratioofSDStoOP 10was1 2 totaldosagewas8 thedosageofinitiatorwas0 25g including0 15ginseededpolymerizationprocessand0 1ginshellpolymerizationprocess thefunctionalmonomerdosagewas7 5g Abstract usedaswetstrengthagentsingleuseofAPSBM 苯乙烯 丙烯酸丁酯 甲基丙烯酸 wasnotgoodsimultaneoususeof0 3 APSBMand0 7 PAEshowedgreatimprovementofwetstrengthto38 SEMphotographsshowedthattheappearanceofpapertreatedwith0 7 PAEand0 3 APSBMhadaclosecrosslinking 交联 Introduction background1 environmental friendlyproducts MF 脲 甲醛树脂 UF 三聚氰胺一甲醛树脂 PAE 聚酰胺环氧氯丙烷 2 excellentpenetrability 渗透性 affinity 亲和力 andfilmformingability itcandisperseinwaterwithoutorganicsolvent3 somedisadvantages hightemperatureoffilmforming lowerrigidity 刚度 tendingtogetsoft poorwaterresistance 抗水性 ofcured 熟化 film ect4 Onesolutiontosolveabovementionedproblemsistodevelopspecialstructureofparticlescalledcore shellstructure 核壳结构 ofthepolymerparticles Introduction ideaanewconceptof particledesign thatis changingthestructureoflatex 胶乳 particlesthroughdesigningthecompositionofcoreandshellstructuresoflatexparticlesastoimprovethepropertiesofemulsionacrylatecopolymer 丙烯酸共聚物 emulsionwithcore shellstructurewaspreparedusingstyrene St 苯乙烯 ashardmonomerandbutylacrylate BA 丙烯酸丁酯 assoftmonomer Experienment AconstitutionalformulasynthesizedbySt 苯乙烯 BA 丙烯酸丁酯 and MAA 甲基丙烯酸 Experienment CopolymersynthesisSeed 种子聚合 emulsifier bufferanddistilledwatermixedseedmonomers potassiumperoxydisulfate 过硫酸钾 Core 核聚合 coremonomerswhichwerewellpre emulsifiedShell 壳聚合 wellpre emulsifiedshellmonomers Experienment Papersheetspreparationandanalysishardwoodbleachedkraftpulp HBKP 阔叶木漂白硫酸盐浆 80g m2basisweightWettensilestrengthandfoldingenduranceEmulsioncharacterizationobservationofemulsion sstate viscosityandcolor thesolidcontent conversionmechanicalstability ionicstability pHstabilityandstoringstability onemonth ThankYou 23 Resultsanddiscussion 1 morethan98 2 astheamountofSDSincreased theflocculationofemulsionsignificantlyincreasedandthestoringstabilityreduced alsotheemulsionbegantolayer 3 samechargecausesthebondingoftheemulsifiermoleculesandlatexparticlestodecline Resultsanddiscussion Duringseedreactionstage whenemulsifierdosagewas3 themonomerconversionratewasthelowestofall Duringcorereactionstage asthereactionwenton themonomerconversionrateincreasedfast especiallytheemulsifierdosage3 increasedsignificantly Duringshellreactionstage theconversionrateincreasedslowly Attheendofreaction theconversionratesoffourdifferentemulsifierdosagessystemwerealmostthesame whichcouldallreachmorethan99 Resultsanddiscussion 1 Astheamountofemulsifierincreased thereactionbegantogelandthebluefluorescencebecamelessobvious Resultsanddiscussion 1 0 00 90 49 0 10 98 87 0 15 98 56 2 itneedadditionalinitiatorduringshellpolymerizationreaction becauseoftheconsumptionduringseedandco