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本文前篇研究了高固含量低粘度苯乙烯(St)和苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸(AA)乳液聚合中用大粒径、高固含量种子乳液作介质,采用单体半连续加料法制备高固含低粘度乳液的新方法。该法不仅制备工艺简单,周期短,重复性好,聚合过程稳定,乳化剂用量低,并且可以对乳胶粒大小及分布进行有效控制,从而在低粘度获得高固含量。
先利用半连续种子乳液聚合法制备固含量为50%,单分散聚苯乙烯(PSt)、和苯丙乳液[P(St/BA/AA)]种子乳液。然后半连续种子乳液法,制备乳胶粒具有二元分布特征的高固含量稳定乳液:其中大乳胶粒径400nm~500nm,小乳胶粒径约80nm。
讨论了利用该工艺制备高固含量乳液过程中缓冲剂、引发剂及乳化剂用量,加料速率,搅拌速率以及预加单体量等因素对聚合过程的稳定性及乳液流变性的影响。研究发现,各种因素的影响,尤其是对于体系流变性的影响主要是因为改变了乳胶粒径及分布而产生的。如引发剂、乳化剂用量减小、缓冲剂用量增加以及加料速率增大等导致大小乳胶粒径比减小的因素都会造成乳液流动性变差。
对硬单体苯乙烯(St)和功能单体丙烯酸(AA)分别对其乳胶粒的大小及其分布进行控制和设计。利用扫描电镜和原子力显微镜对乳液表面形貌进行详细研究。
提出了在聚合乳液中理论存在的最大允许粘度和最高固含量的新概念,并根据前入的研究成果乳液聚合最高固含量与多种因素的关系,这些规律只是半定量或定性,有待于大量实验的证实和研究。
前一段主要是对乳液两个系列的乳液进行了探讨,后一段主要是对尚在小试阶段的水溶性树脂和涂料的各个影响因素进行探讨。研究发现合成工艺、油和油度、多元醇、顺酐油、苯甲酸、中和剂、助溶剂和稀释剂等对水性醇酸树脂及涂料和漆膜有较大的影响。