聚丙烯酰胺交联聚合物微球的合成及性能表征_赵(4)

402009年第2期化后,观察不同乳化剂用量的HLB较佳值时的乳状液外观结果。

表3 不同乳化剂用量的HLB较佳值时,乳状液外观结果

乳化剂用量(%)

7

5

4

3

2HLB较佳值5 85 85 65 45 3乳液外观乳白、细腻、透明乳白细腻,蓝光变弱乳白细腻,蓝光强乳白细腻,蓝光更弱灰暗乳白稳定性通过通过通过通过通过

采用Span80 Tween60复配体系的乳化剂,增溶效果好,所制得的乳液性能优良。在不同乳化剂用量下,使乳液稳定的较佳HLB值不同。由表3可见,随着乳化剂用量的增大,稳定的复合乳化体系Span80 Tween60的较佳HLB值均发生右移。

3 2 乳化剂用量的确定

乳化剂的种类和用量,将直接影响引发速率和链的增长速率,决定聚合物的分子量及分子量分布,并影响与乳液性质有关的乳胶粒数量、乳胶粒的尺寸及尺寸分布等方面。乳化剂用量是否合理,涉及到生产过程能否正常进行,以及其后的储存及应用是否安全可靠,而且关系到生产聚合物的成本。

本实验考察乳化剂用量2%~7%范围的反相乳液聚合,由于水相中聚合单体的含量高,连续相是油相,聚合时产生的热量不易散去,特别是引发聚合时温度急剧上升,很容易导致乳液破乳,生成凝胶。随着乳化剂用量的增加,虽然反应随之变得比较容易控制。但合成的聚合物颗粒粒径将减小,生产成本也随之增加。经过大量实验证明,乳化剂用量为4%时反应容易控制,合成的产物为较佳的目的产物。

3 3 聚合反应温度

反应温度对聚合反应速率和聚合物的粒径尺寸有着直接的影响。当反应温度较高时,引发剂分解速率常数大,自由基生成速率大,链增长速率常数增大,聚合反应速率提高,在乳胶粒中的自由基链中止速率增大,故聚合物平均粒径尺寸降低;而当温度较低时,引发剂分解及自由基活性均会受到影响,引发剂分解为自由基克服其活化能,一般是经热分解生成具有活性的自由基,活性自由基与单体作用减弱,阻碍聚合链的增长。

在丙烯酰胺的反相乳液聚合过程中,会发生明显的放热反应。由于体系的粘度较大,不利于散热,所以采用低温引发。实验发现,当反应温度降低时,不仅有利于降低反应速度,也有利于散热,可使聚合反应顺利进行,并减少凝胶的生成。随着体系引发温度的升高,反应速率增加,生成的短链聚合物增多,乳胶粒的布朗运动加剧,使乳胶粒之间进行撞合而发生聚结的速率增大,导致乳液稳定性降低;如果体系引发温度升高,,