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乳化剂对环氧乳液稳定性研究取得成果

[时间:2010-11-13] 阅读:4763 次 [字体: ]

        在乳化环氧改性的丙烯酸系乳液室温固化体系的研究中,科研人员取得了乳化剂对乳液体系稳定性的影响的成果,为环氧树 脂改性研究开辟了又一个途径。常规乳液聚合中SDS吸附在乳胶粒表面,乳胶粒因其电离生成的负离子产生的静电斥力而避免乳胶粒之间的聚并。众所周知,离子 型乳化剂的稳定作用容易受体系中的其他离子的影响。
反离子的存在会压缩双电层,使得℃电势降低,从而影响离子型乳化剂的乳化效果。而非离子乳化剂OP-10是通过吸附在乳胶粒表面并形成水化层,使乳胶粒产生空间位阻效应而起到稳定作用的。而将两者配合使用并选择恰当的比例,可以使乳胶粒同时在空间位阻和静电斥力的保护
下,达到最佳稳定效果。

        p-壬基苯酚聚氧化乙烯醚硫酸钠(p-NPE)是一种兼具非离子型和离子型乳化剂特性的乳化剂,但它在乳液聚合中的 作用并不简单地等同于非离子型乳化剂和离子型乳化剂的复合,研究情况表明,当其它条件相同时,与SDS/OP-10相比,p-NPE用量仅为单体总量的 2.6%就可以制成
稳定的聚合物乳液。所以,使用p-NPE可以在保持同等稳定性的前提下大大降低乳化剂的用量,这对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作乳化剂的试验结果产生显著差异的原因,据专家介绍,主要是:离子型乳化剂 SDS的分子链中含有一个较长的C12烷基和一个较小的-SO42-,因为疏水基较大而亲水基较小,所以,-SO42-基团会被束缚在乳胶粒的表 面;OP-10的亲水基团(-[CH2CH2O]n-)较长,所以OP-10吸附于乳胶粒表面时,其亲水链会从乳胶粒表面伸展出去形成水化层;当 SDS/OP-10复合使用时,SDS的阴离子会被OP-10的水化层所掩蔽,其稳定作用主要由OP-10提供;而p-NPE则不同,其疏水基为p-壬苯 基,而亲水基则是聚合度为20的聚氧化乙烯醚硫酸根负离子,当p-NPE吸附于乳胶粒表面时,其余水链伸向水相,硫酸根负离子就象“风筝”一样远离乳胶 粒,此时乳胶粒的稳定作用由水化层和阴离子的静电斥力同时提供,所以其稳定性会更优异。

        UPA的用量对乳液聚合的稳定性也有影响。随着UPA用量的增大,聚合反应稳定性变差。UPA是一种水溶性单体,其 用量增大,会导致聚合物链的水溶性增强,溶解于水相中的聚合物链会在乳胶粒之间起架桥作用,导致乳胶粒的聚并,破坏体系的稳定性。实验表明,当UPA用量 增至单体总量2.6%时,乳液体系变得不稳定。所以在本研究中合成胺基乳液时,控制UPA的用量不超过单体总量的2.5%。