0、引言

    乳液聚合已成为工业上广泛使用的聚合方法，其产物在建筑、工业制造等许多领域得到应用。但传统乳液聚合产物残留有游离的乳化剂，对聚合物的电性能、光学性质、表面性质及耐水性等会有一定的影响。为了改善乳液性能，人们发展了无皂乳液聚合，其中以反应性乳化剂乳液聚合较为引人注目，其特点是乳化剂分子中的双键与单体发生自由基共聚反应，可以键合在聚合物胶粒上。作者合成了一种带有磺酸钠基团的聚氨酯型反应性乳化剂，将其应用于丙烯酸酯的乳液聚合，并选择了SDBS、DNS-86进行对比试验。从乳胶膜的耐溶剂、乳液的稳定性等方面研究无皂乳液与传统乳液的性能差异。

    1、实验部分

    1.1 主要原料

    甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)(化学纯)；十二烷基苯磺酸钠(SDBS)（进口分装）；聚氨酯型反应性乳化剂(URE)（自制）；DNS-86 反应性乳化剂（工业品）；过硫酸钾(KPS) （分析纯）；去离子水。

    1.2 聚合工艺

    将一定量的乳化剂溶于去离子水并转移入三颈烧瓶中，拌下加入一定配比的混合单体MMA/BA，乳化均匀后，加入KPS水溶液继续搅拌10min，放入(80±0.5)℃热水浴中，加热反应3h，升温至(90±0.5)℃反应1h。冷却，经200目筛网过滤出料。

    采用自制乳化剂的乳液体系为1号，采用DNS-86的乳液体系为2号，不添加乳化剂的乳液体系为3号，以SDBS为乳化剂的乳液体系4号。

    1.3 分析与测试

    1.3.1 红外光谱分析(FTIR)

    仪器为Perkin-Elmer公司的1730型傅里叶变换红外光谱仪。将乳液均匀涂布在干燥洁净的载玻片上或聚四氟乙烯片上，室温放置至干燥，于50℃的真空烘箱中放置16h，然后小心地将胶膜层揭下，即可进行测试。

    1.3.2 耐溶剂性

    将胶膜分别放入丙酮、甲苯、甲醇和四氢呋喃溶剂，放置1d并不时振摇，观察溶解情况。

    1.3.3 乳液稳定性测定

    ①机械稳定性：采用80-2型离心沉淀机(上海手术器械厂)测定。在离心管中加入经过滤的乳液，在2000r/min的转速下旋转2.5h，以不破乳为合格。

    ②稀释稳定性：取10.0mL乳液样品，加到40.0mL 去离子水中，用玻璃棒轻轻搅拌均匀，密封后静置48h，观察其是否分层或破乳。

    ③冻融稳定性：将乳液置于冰箱中，(-10±2)℃冷冻18h，取出于室温下融化6h，重复此操作，直至出现分层或凝聚而无法解冻为止。

    ④ pH 稳定性 : 取两个试管分别装入 5 . 0 mL 待测乳液样品 , 向 2 个试管中分别滴加 0 . 1 mol/ L 稀盐酸和 0 . 1 mol/ L 氢氧化钠溶液至产生凝聚 , 测定此时的 pH 值。

    ⑤电解质稳定性：取2.0mL 乳液于试管中，加3m 去离子水稀释，将配制的0.25%氯化钙溶液逐滴加入胶乳中，记录胶乳开始出现絮凝时所消耗的电解质溶液的体积。

    1.3.4 涂料性能测试光泽：GB1743―79方法，天津市科器高新技术公司KJZ-1A 光泽度仪(GS60°)测定。

    附着力：GB1720―79方法，天津材料试验机厂QCJ型涂膜附着力试验仪测定。

    2、结果及讨论

    2.1 单体配比的确定

    聚合配方为：单体18份、自制乳化剂0.27份、过硫酸钾0.09份和水72份。在上述固定条件下，考察BA/MMA配比对涂膜性能的影响。

    由表1可知，在共聚物链中，MMA所占的比例越大，乳液凝聚物少，成膜后回粘性小，光泽好，附着力也随之增强，但当MMA的比例过大时，则乳液不能成膜，产生细条状碎片。反之，BA用量大，乳胶膜光泽性及附着力下降，回粘性大。根据不同的使用要求，适当调整BA与MMA的配比，可以得到综合性能较好的涂膜。本实验选择单体配比(质量比)为BA：MMA=4：5合成乳液。

    进行性能表征所需的乳液均按上述配方，在其他条件相同时聚合。