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水性无皂乳液聚合是最新研究的热点,在涂料和粘胶剂市场有很大的发展前景。本文在文献检索和市场产品调研的基础上,提出了以丙烯酸酯类为主单体,合成了聚(丙烯酸丁酯/丙烯酸钠)[P(BA/AANa)]低聚物,并以此为乳化剂,合成了新型无皂聚(2-乙基丙烯酸己酯/丙烯酸丁酯/乙酸乙烯酯)[P(2-EHA/BA/Vac)]共聚乳液。结果表明该乳液稳定性高,乳液涂膜具有优良的综合性能。最后对丙烯酸酯无皂乳液聚合反应进行了动力学研究。 1.以丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己基为软单体,以乙酸乙烯酯为硬单体,丙烯酸、甲基丙烯酸—2—羟基乙酯为改性单体,过硫酸钾作引发剂进行无皂乳液聚合。聚合工艺采用预乳化种子乳液聚合的方法。首先以丙烯酸及丙烯酸丁酯作为聚合单体,过硫酸钾作引发剂进行乳液聚合,可以得到具有良好乳化性能的齐聚物。并且确定了该齐聚物制备的最佳工艺条件为:十二烷基硫醇用量0.5%,丙烯酸用量50%,过硫酸钾用量1.2%,滴加时间1.5h。然后以此低聚物为乳化剂进行无皂乳液聚合,讨论了保温时间对转化率的影响,通过正交实验确定无皂乳液聚合的最佳工艺条件为:齐聚物用量3%,反应温度80℃,单体的滴加时间3h,引发剂用量是0.8%。在此条件下,单体转化率可达97.4%以上,聚合稳定性高。官能单体用量为15%时,乳液的粘接性能较好。 2.在制备乳液的基础上,研究了无皂乳液聚合反应的动力学。测得在反应的初期的聚合反应为恒速反应,在此阶段转化率~时间曲线的斜率即为反应的速率。控制反应中其他条件不变,只改变聚合反应的一个因素,对丙烯酸酯的无皂乳液聚合反应进行动力学研究。本实验丙烯酸酯无皂乳液聚合反应符合一般的自由基共聚反应机理,其反应动力学方程可表示为:Rp=k·[KPS]2.0[BA]1.46[2-EHA]2.68[VAc]2.0。最后通过改变聚合反应的反应温度求的反应的活化能Ea=142KJ·mol-1。