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聚合松香改性丙烯酸酯微乳液的制备与表征

作　者: 刘丹丹
导　师: 曾幸荣
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料学
关键词: 丙烯酸酯微乳液高固含量聚合松香粒径固化
分类号: TQ316.334
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

丙烯酸酯微乳液具有许多优点,如良好的润湿性、渗透性和优良的耐溶剂性能等,因而在压敏胶、防水涂层胶和无纺布粘合剂等许多领域均具有良好的应用前景。但常规微乳液聚合体系由于乳化剂用量大、单体含量低,因此乳胶膜耐水性和丰满度较低。本论文以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)及甲基丙烯酸甲酯(MMA)为聚合单体,以丙烯酸(AA)和丙烯酸羟乙酯(2-HEA)为功能单体,以反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)作为乳化剂,采用种子预乳化半连续聚合的工艺制备了高固含量的丙烯酸酯微乳液;在此基础上,以聚合松香作为改性树脂,通过半连续原位聚合的工艺制备了性能良好的聚合松香改性丙烯酸酯微乳液,研究了聚合松香对聚合过程和复合乳胶膜性能的影响。另外,通过外加氮丙啶类固化剂对丙烯酸酯及其复合微乳液进行了交联固化,制备了丙烯酸酯及其复合压敏胶,讨论了乳胶膜的结构和压敏胶粘接性能之间的联系。论文的主要研究内容及成果如下:(1)研究了聚合工艺、反应温度、乳化剂种类及用量、引发剂的用量、软硬单体配比、功能单体用量及配比等对丙烯酸酯单体转化率、微乳液粒径及粘度等的影响,并用激光纳米粒度仪(DLS)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、热重分析法(TG)及差示扫描量热法(DSC)等对微乳液及其乳胶膜进行了表征。结果表明:采用预乳化半连续种子乳液聚合工艺可以制备出粘度适中、固含量42.3%的丙烯酸酯微乳液。当BA:2-EHA:MMA:AA:2-HEA=60:28:7.5:2.5:2时,DNS-86用量为11%,引发剂用量为0.5%,微乳液的平均粒径达到最小,为39nm,多分散指数(PDI)为0.202。FT-IR分析表明,DNS-86参与了聚合反应。(2)利用聚合松香对丙烯酸酯微乳液进行改性,制备出性能良好的聚合松香改性丙烯酸酯微乳液,研究了聚合松香、引发剂及乳化剂等的用量对乳液聚合过程的影响,并利用DLS、FT-IR、DSC及TG对微乳液及其乳胶膜进行了表征。结果表明:聚合松香具有一定的阻聚和链转移作用,随着其用量的增加,聚合松香改性微乳液的总转化率和瞬时转化率均减小,平均乳液粒径变化不大。合适的聚合松香用量为3%,此时单体的瞬时转化率和总转化率较高,微乳液平均粒径为39nm,PDI为0.185。DSC分析表明聚合松香与丙烯酸酯共聚物具有良好的相容性。(3)利用氮丙啶CX-100作为固化剂,制备了丙烯酸酯及其复合压敏胶,探讨了聚合松香用量、乳化剂用量、功能单体用量、软硬单体比例等对压敏胶粘接性能的影响,并用衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR)对乳胶膜进行了表征。结果表明:聚合松香可以提高压敏胶对基材的浸润性,减小聚丙烯酸酯体系的交联密度。利用CX-100进行交联可以改善聚合松香所导致的内聚强度的降低,并提高压敏胶的耐温性。当CX-100用量为0.2%时,聚合松香用量为3%时,乳胶膜的力学性能最好,初粘力13#球,180°剥离强度为200N/m,耐温性可达100℃。

聚合松香改性丙烯酸酯微乳液的制备与表征

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