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乳胶漆聚合机理和聚合过程

发表时间:2011/7/17 浏览次数:5488 文章来源:〖返回列表
 
乳液聚合机理也经链引发、 链增长、链终止反应。在乳液聚合过程中,聚合体系的基本组分分别以不同的状态存在,其变化情况是:
  1)聚合过程相态变化
  聚合反应开始前,单体与乳化剂分别以下列三种相态:a. 水相中,极少量的单体和少量的乳化剂,大部分引发剂;b. 单体液滴,由大部分单体分散成的液滴,表面吸附着乳化剂分子,形成稳定的乳液;c. 胶束,大部分乳化剂分子聚集而成,一般每个胶束由50~100个乳化剂分子组成,其中一部分为含有单体的增溶胶束。
  在水相中的引发剂分解产生的自由基扩散进入胶束内,引发胶束中溶有的单体进行聚 合。随着聚合的进行,水相单体不断进入胶束,补充消耗的单体,单体液滴中的单体又溶解到水相,形成一个动态平衡。由此可见胶束是进行乳液聚合的反应场所,单体液滴是提供单体的仓库。

  在聚合反应初期,反应体系中存在有三种粒子,即单体液滴、发生聚合反应的胶束―称作乳胶粒和没有反应的胶束。随反应进行,胶束数减少,直至消失,乳胶粒数逐渐增加到稳定。反应进入聚合中期,乳胶粒数稳定,单体液滴数减少。到反应后期,单体液滴全部消失,乳胶粒不断增大,体系中只有聚合物乳胶粒。这就是在聚合过程中体系组成的变化。

 典型的乳液聚合根据乳胶粒数的变化可将聚合过程分为三阶段,即聚合物乳胶粒子形成阶段;聚合物乳胶粒子与单体液滴共存阶段和单体液滴消失、聚合物乳胶粒子内单体聚合阶段。三个阶段变化示意如图。

  第Ⅰ阶段 — 乳胶粒生成期,即成核期。从开始引发直到胶束消失,整个阶段聚合速率递增。转化率可达2~15%。。

  第Ⅱ阶段 — 恒速阶段。自胶束消失开始到单体液滴消失止。胶束消失,乳胶粒数恒定,体积增大,单体液滴消失,乳液聚合速度恒定。转化率达50%。

  第Ⅲ阶段 — 降速期。单体液滴消失后,乳胶粒内继续进行引发、增长、终止,直到乳胶粒内单体完全转化。乳胶粒数不变,体积增大,最后粒径可达500~2000 &Aring。

  聚合速率随乳胶粒内单体浓度的减少而下降。

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