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中空高分子微球乳液的制备及应用

作　者: 郑兴愿
导　师: 方仕江
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 中空高分子微球种子乳液聚合碱酸溶胀粒径及分布乳液成膜应用
分类号: TQ316.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

中空高分子微球乳液可广泛应用于涂料、造纸、皮革等行业,同时它在微胶囊材料、化妆品、医药保健等各种不同领域也有着广阔的应用前景。鉴于中空高分子微球的用途广泛,引起了人们越来越多的关注,并对其制备方法和工艺条件的研究也日益深入。本文制备了粒径大、中空度较高的中空高分子微球乳液,初步探讨了中空高分子微球乳液的成膜特性。第一章对中空高分子微球乳液的相关文献进行了综述。首先列出了中空高分子微球的应用方面以及潜在的应用前景,包括在涂料及纸张涂敷剂中的应用、在皮革中的应用、在化妆品及生化药物中的应用等。其次选择性介绍了中空高分子微球乳液的几种制备方法,有碱(酸)溶胀法、悬浮聚合法、膜乳化法、W/O/W乳液聚合法、模板法。最后介绍了的聚合物乳液的成膜,分析了成膜过程、成膜驱动力,介绍了膜形成的理论,讨论了最低成膜温度的影响因素,并且单独介绍了核壳聚合物乳液的成膜。第二章给出了本课题的中空高分子微球乳液的制备工艺及分析表征方法。先制备聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)种子乳液,再用与种子体相同的单体扩径聚合以增大种子乳胶粒的粒径。以扩大的种子乳胶粒为核层,加入单体苯乙烯和少量甲基丙烯酸进行包壳聚合,从而得到聚(甲基丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)/聚(甲基丙烯酸-苯乙烯)核壳高分子微球乳液。逐步用碱和酸在较高温度下溶胀核壳微球,制得了大粒径、较大中空度的中空高分子微球乳液。各阶段乳胶粒的粒径及形貌由动态光散射粒度仪、透射电镜和场发射扫描电镜分析表征。实验中考察了乳化剂、引发剂、单体组成、预乳化液进料速度等对种子制备、扩径乳液制备、核壳乳液制备的粒径大小及分布的影响;考察了单体组成对核层微球的玻璃化温度、中空高分子微球的中空度的影响;通过补加乳化剂的方法提高了碱酸溶胀处理时乳液的固含量。第三章考察了中空高分子微球乳液应用中的成膜特性。中空高分子微球乳液在高温成膜,中空高分子微球乳液与最低成膜温度低的聚丙烯酸酯类软乳液混合后在20℃即可成膜。用场发射扫描电镜观察了中空高分子微球乳液膜及混合乳液膜的形貌。第四章总结了全文的研究结果,得出了研究结论。

全文目录

摘要  4-6
Summary  6-11
前言  11-12
第1章文献综述  12-32
  1.1 中空高分子微球的应用  12-18
    1.1.1 在涂料中的应用  12-14
    1.1.2 在皮革中的应用  14-15
    1.1.3 在化妆品中及生化药物中的应用  15-17
    1.1.4 在其他方面的应用  17-18
  1.2 中空高分子微球乳液的制备  18-22
    1.2.1 碱(酸)溶胀法  18-19
    1.2.2 悬浮聚合法  19
    1.2.3 膜乳化法  19-20
    1.2.4 W/O/W乳液聚合法  20-21
    1.2.5 模板法  21-22
  1.3 聚合物乳液的成膜  22-32
    1.3.1 成膜过程  22-23
    1.3.2 成膜作用力  23-26
    1.3.3 膜形成理论  26-27
    1.3.4 影响MFT的因素  27-30
    1.3.5 核壳微球聚合物乳液的成膜  30-32
第2章大粒径中空高分子微球乳液的制备  32-59
  2.1 实验原料和设备  32-33
    2.1.1 原料与试剂  32
    2.1.2 仪器与设备  32-33
  2.2 制备工艺  33-35
    2.2.1 实验装置  33-34
    2.2.2 种子制备  34
    2.2.3 种子扩径  34-35
    2.2.4 壳层聚合  35
    2.2.5 碱酸处理  35
  2.3 分析与表征  35-37
  2.4 实验结果与讨论  37-51
    2.4.1 种子乳液的制备  37-40
      2.4.1.1 乳化剂的影响  37-38
      2.4.1.2 引发剂的影响  38-40
      2.4.1.3 预乳化液进料速度的影响  40
    2.4.2 扩径乳液的制备  40-46
      2.4.2.1 种子乳胶粒数目的影响  41-42
      2.4.2.2 乳化剂用量的影响  42-44
      2.4.2.3 预乳化液进料速度的影响  44
      2.4.2.4 BA含量的影响  44-46
    2.4.3 核壳微球乳液的制备  46-48
      2.4.3.1 乳化剂用量的影响  46-48
    2.4.4 中空微球乳液的制备  48-51
      2.4.4.1 固含量的提高  48-49
      2.4.4.2 扩径单体中MAA含量的影响  49-51
  2.5 各阶段微球的特性比较  51-59
    2.5.1 Tg的比较  52-53
    2.5.2 IR的比较  53-55
    2.5.3 微球粒径及形貌的比较  55-59
第3章中空高分子微球乳液的成膜  59-65
  3.1 实验原料和设备  59
    3.1.1 原料与试剂  59
    3.1.2 仪器与设备  59
  3.2 实验操作  59-60
    3.2.1 MFT的测定  59-60
    3.2.2 膜的FESEM测试  60
  3.3 结果与讨论  60-65
    3.3.1 中空高分子微球乳液的MFT  60-61
    3.3.2 中空高分子微球的不透明性  61-62
    3.3.3 中空高分子微球乳液膜的FESEM观察  62-65
第4章结论  65-67
参考文献  67-71
附录(发表文章)  71-72
致谢  72

中空高分子微球乳液的制备及应用

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