摘要:讨论了丙烯酸酯乳液中乳化剂在成膜及热处理过程中的存在形式及其对乳液膜性能的影响。研究表明,在乳液干燥成膜过程中,乳化剂与其他聚合物之间的相客性问题导致其在膜表面富集,在热 处理过程中,富集分布发生变化,从而使乳液膜的各项性能发生变化。
关键词:乳化荆;丙烯酸酯;成膜;热处理
随着人们环保意识的增强及各类环保法规的建立,涂料、油墨及胶黏剂工业逐步从溶剂型向水性体系转变。作为涂料、油墨及胶黏剂的基料,聚丙烯酸酯乳液已被广泛应用。
作为影响丙烯酸酯乳液膜性能的重要因素之一 — — 乳化剂在成膜过程中会有多方面的影响,它干燥后在乳液膜中的存在状态及对膜性能的影响一直是人们非常关注的问题。一般认为,乳化剂以 3 种状态存 在:①均匀分布于聚合物中,起到类似于增塑剂的作用;②在聚合物间形成一连续薄膜;③乳化剂从聚合物 相中分离出来。不同的存在状态导致乳液膜的性能有所差异。因此确定乳化剂在膜中的存在状态对考察它对最终乳液膜性能的影响有着非常重要的意义。
本研究通过考察在不同条件下处理的乳液膜的硬度、薄膜耐水白化、厚膜的水抽出率以及在玻璃板上的黏结强度等性能来确定乳化剂的存在形式。试验结果表明,在实际的乳液膜中,乳化剂可能会因处理条件的 不同而发生迁移。
1 试验原料及仪器
1 . 1 主要试验原料
主要试验原料见表 1 。

表 1 试验用原材料规格及产地
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1 . 2 主要试验仪器
摆杆硬度计: QBY — II ,天津市材料试验机厂;划格板: QFH( 2 mm ) ,天津市材料试验机厂;分析天平: AE200 , METTLER ;薄膜涂布器: 3 mil(76 . 2 μ m) ,太佑 机械株式会社。
2 树脂合成
所考察的乳液聚合物的单体含量: BA 为 51 % ; MMA 为 48 %; MA 为 1 %。聚合工艺采用一般乳液聚合过程:先向反应器中加入少量乳化剂、水,升温至 80 ℃ 。加入少量引发剂 KPS 、单体预混物 (2 % ) ,确认反应开 始,然后滴加引发剂 IGVS 水溶液及剩余单体预混物,滴加 2 h ,保温反应 1 . 5 h ,降温加氨水调节 pH ,出料。 本试验中乳化剂总量为 1 . 5 % ( 以单体质量 100 为基准 ) ,引发剂 KPS 总量为 0 . 1 % ,固含量 40 %。 BA / MMA / MA 乳液基本性能见表 2 。

表 2 BA / MMA / MA 乳液聚合物基本性能
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3 乳液膜制备
3 mil 膜制备:用涂布器将乳液涂于玻璃板上, 25 ℃ 下干燥 4 d 。用于涂膜硬度、黏结强度及耐水白化的测试。