可聚合表面活性剂,不仅可避免由使用非反应型表面活性剂时所带来的一系列负面影响,如易起泡、乳胶粒子或分散体的不稳定性、固化膜光泽度和耐水性的降低、湿粘表面附着力降低等,还具有减少表面活性物质用量、使胶乳再分散及使乳胶粒子表面功能化的作用。为提高表面活性剂与基体环氧树脂的相容性,避免乳液贮存过程中表面活性剂的解吸,及后期固化膜中表面活性剂的迁移,本文在环氧树脂分子链中引入高反应活性基团和亲水基团或链段,制备了可聚合环氧树脂(PER)表面活性剂,研究了其制备过程、物理化学性质、紫外光(UV)引发时活性基团的可聚合性能等,并将其作为可聚合分散稳定剂应用于分散聚合中。具体研究内容如下:1,在我们的研究工作中,需要实时、快速、准确监测反应体系中环氧值的变化,而现有的盐酸-丙酮法不仅测试周期长,且对混合物中环氧值的测定存在较大误差,无法满足我们的需求。故首先对传统的盐酸-丙酮法进行了改进,采用超声波来加速反应(简称盐酸-丙酮-超声波法),以缩短环氧值测定周期。为验证该法的可行性,我们首先测定了环氧树脂(E-44)的环氧值,然后是E-44与小分子量聚乙二醇(PEG-200)的混合物。最后,我们采用盐酸-丙酮-超声法,测定了目标混合物,E-44与大分子量聚乙二醇(PEG-4k)混合物的环氧值,并对测定条件进行了优化。研究表明,与传统的盐酸-丙酮法相比,盐酸-丙酮-超声法是一种快速、准确的测量纯环氧树脂及环氧树脂混合物环氧值的方法。通过超声波的辅助分散,不仅能够加速纯的环氧树脂(≤2 min)及环氧树脂与PEG-4k的混合物(≤5 min)在盐酸-丙酮溶液中的溶解,还能够促进环氧基团与氯化氢的反应,从而大大缩短了操作时间。这种超声辅助分散及反应的方法应能够推广到其它化学分析法中。2,在第二部分工作中,我们用丙烯酸(AA)和双酚A型环氧树脂(E-44)反应,制备理想中的一端为碳碳双键、一端为环氧基的中间产物环氧丙烯酸单酯(EmA),然后加入不同分子量的聚乙二醇(PEG),与剩余的一个环氧基反应,从而在环氧树脂主链上引入亲水链段,最终得到高活性C=C为可聚合基团的可聚合环氧树脂(PER)表面活性剂。通过1HNMR、IR和滴定法对合成过程进行了监测,结果表明,稍过量的AA更有利于得到理想分子结构的PER表面活性剂。表面活性测试显示,PER表面活性剂的HLB值和浊点均随PEG分子量的增大而升高,且除S-1(由PEG-1k制备的PER表面活性剂)外,均略高于常用的非可聚合型表面活性剂OP-10;随PEG链段的增长,PER表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)和对溶剂甲苯及常用单体MMA的增溶能力均增大;考察PER表面活性剂水溶液的透过率时发现,随PEG链段的增长,其水溶性变好,而发生相转变时的浓度则降低。随后,在紫外光引发下,将PER表面活性剂分别与环氧丙烯酸酯(EdA)和丙烯酰胺(AM)共聚,以测试其可聚合性能。结果显示,除S-1外,约有75-80 wt%的PER表面活性剂参与到了与EdA的共聚反应中,且制备的PER表面活性剂可作为多功能交联剂,应用到聚丙烯酰胺水凝胶的制备中。3,目前,利用分散聚合制备聚合物微球通常采用传统分散稳定剂(如PVP,CMC,PAA,PEG等)或预先或原位制成的嵌段和接枝共聚物(如PEG-b-PMMA等)。当外界条件(p H,剪切作用,温度、溶剂等)改变时,这种物理吸附、镶嵌作用可能被破坏,导致稳定作用降低甚至消失。采用可聚合型分散稳定剂可能是一个解决该问题的有效方法之一。基于此,本文第三部分工作,将PER表面活性剂作为可聚合型分散稳定剂应用到甲基丙烯酸甲酯(MMA)的分散聚合中。考察了单体用量、醇水比、分散稳定剂用量及种类对聚合过程、聚合动力学的影响。研究发现,单体用量为20 wt%,醇水比为40/40(w/w),S-4或S-6(由PEG-4k及6k制备的PER表面活性剂)最小用量4 wt%(vs MMA)时,可在2.5 h内达到95%以上的单体转化率。SEM显示此时得到的是具有光滑表面的梯度分散PMMA微球。当聚合体系中加入少量AA,并且在反应结束时,以氨水中和至中性,可得到具有凹陷表面的梯度分散PMMA微球。然而,出乎意料,IR和1HNMR分析结果表明PER表面活性剂几乎未与MMA共聚。详细原因尚需进一步研究。