乳化劑對(duì)環(huán)氧乳液穩(wěn)定性的影響

乳化劑對(duì)環(huán)氧乳液穩(wěn)定性有何影響?在關(guān)于乳化環(huán)氧改性的丙烯酸系乳液室溫固化體系的研究中，天津大學(xué)化工學(xué)院高分子科學(xué)與工程系得出了結(jié)論。該系最近的研究成果表明：采用p-壬基酚聚氧化乙烯醚硫酸鈉為乳化劑，且胺基單體用量低于單體總量2.5%時(shí)，可以制得穩(wěn)定的帶胺基的共聚物乳液;同時(shí)，將丙烯酸系共聚物乳液和環(huán)氧乳液復(fù)合并在室溫下干燥成膜，通過(guò)對(duì)聚合物膜的DSC和力學(xué)性能測(cè)試均表明，雙組分體系在成膜過(guò)程中發(fā)生了交朕反應(yīng)，而未加環(huán)氧化合物的單組分聚合物乳液成膜時(shí)則不發(fā)生交聯(lián)。

關(guān)于乳化劑對(duì)乳液體系穩(wěn)定性的影響測(cè)定在進(jìn)行UPA/丙烯酸系單體的乳液共聚合時(shí)，，研究人員對(duì)乳化劑進(jìn)行了篩選。結(jié)果表明在常規(guī)乳液聚合中SDS吸附在乳膠粒表面，乳膠粒因其電離生成的負(fù)離子產(chǎn)生的靜電斥力而避免乳膠粒之間的聚并。離子型乳化劑的穩(wěn)定作用容易受體系中的其他離子的影響，反離子的存在會(huì)壓縮雙電層使得℃電勢(shì)降低，從而影響離子型乳化劑的乳化效果。而非離子乳化劑OP-10是通過(guò)吸附在乳膠粒表面并形成水化層，使乳膠粒產(chǎn)生空間位阻效應(yīng)而起到穩(wěn)定作用的。如將2者配合使用并選擇恰當(dāng)?shù)谋壤?，可使乳膠粒同時(shí)在空間位阻和靜電斥力的保護(hù)下，達(dá)到最佳穩(wěn)定效果。

在該研究中由于合成的不飽和伯胺同時(shí)帶有胺基和羧基，在水中以銨鹽形式存在、與SDS所帶電荷相反，有可能發(fā)生陽(yáng)離子銨鹽與SDS陰離子基團(tuán)絡(luò)合作用，從而影響SDS/OP-10復(fù)合乳化體系的穩(wěn)定性;并且SDS/OP-10復(fù)合乳化體系應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)體系時(shí)，乳液體系穩(wěn)定時(shí)所需的量較大共6份，對(duì)涂膜最終性能會(huì)產(chǎn)生不良影響。p-壬基苯酚聚氧化乙烯醚硫酸鈉p-NPE是一種兼具非離子型和離子型乳化劑特性的乳化劑，但它在乳液聚合中的作用，并不簡(jiǎn)單地等同于非離子型乳化劑和離子型乳化劑的復(fù)合，從這一研究課題中的應(yīng)用情況看，當(dāng)其它條件相同時(shí)與SDS/OP-10相比，p-NPE用量?jī)H為單體總量的2.6%就可以制成穩(wěn)定的聚合物乳液。所以使用p-NPE可以在保持同等穩(wěn)定性的前提下大大降低乳化劑的用量，這對(duì)提高乳液聚合物的性能是很有益的。

分析采用SDS/OP-10和p-NPE作乳化劑的試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生顯著差異的原因，則認(rèn)為：離子型乳化劑SDS的分子鏈中含有一個(gè)較長(zhǎng)的C12烷基和一個(gè)較小的-SO42-，因?yàn)槭杷^大而親水基較小，所以，-SO42--基團(tuán)會(huì)被束縛在乳膠粒的表面;OP-10的親水基團(tuán)-[CH2CH2O]n-較長(zhǎng)，所以O(shè)P-10吸附于乳膠粒表面時(shí)，其親水鏈會(huì)從乳膠粒表面伸展出去形成水化層;當(dāng)SDS/OP-10復(fù)合使用時(shí)，SDS的陰離子會(huì)被OP-10的水化層所掩蔽，其穩(wěn)定作用主要由OP-10提供;而p-NPE則不同，其疏水基為p-壬苯基，而親水基則是聚合度為20的聚氧化乙烯醚硫酸根負(fù)離子，當(dāng)p-NPE吸附于乳膠粒表面時(shí)，其余水鏈伸向水相，硫酸根負(fù)離子就象“風(fēng)箏”一樣遠(yuǎn)離乳膠粒，此時(shí)乳膠粒的穩(wěn)定作用由水化層和陰離子的靜電斥力同時(shí)提供，所以其穩(wěn)定性會(huì)更優(yōu)異。

UPA對(duì)聚合穩(wěn)定性也有影響。UPA的用量對(duì)乳液聚合的穩(wěn)定性相當(dāng)影響：隨著UPA用量的增大，聚合反應(yīng)穩(wěn)定性變差。UPA是一種水溶性單體，其用量增大會(huì)導(dǎo)致聚合物鏈的水溶性增強(qiáng)，溶解于水相中的聚合物鏈會(huì)在乳膠粒之間起架橋作用，導(dǎo)致乳膠粒的聚并、破壞體系的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)UPA用量增至單體總量2.6%時(shí)，乳液體系變得不穩(wěn)定，研究人員在該研究中合成胺基乳液時(shí)，控制UPA的用量不超過(guò)單體總量的2.5%。這位專家提醒業(yè)內(nèi)說(shuō)：有必要關(guān)注乳化劑對(duì)環(huán)氧乳液穩(wěn)定性有何影響。

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