本文讨论了在聚氨酯水分散体中进行丙烯酸酯共聚物乳液聚合过程。研究表明：聚氨酯水分散体起着种子乳液的作用，发生了核-壳型乳液聚合过程。前言 水性聚氨酯树脂具有突出的粘结性、耐磨性等机械性能，丙烯酸酯聚合物乳液则有突出的粘结性、耐候性、耐化学性、抗水解性，对颜料有较好的分散性。促成二者有机的结合，可以得到综合性能优异、应用广泛的一种新型复合树脂体系。本工作在水性聚氨酯体系中进行丙烯酸酯共聚物乳液聚合。可以减少或者不需使用乳化剂，能够大大提高其综合性能。是研究第三代新型水性聚氨酯的重要途径。本文针对在聚氨酯水分散体中的丙烯酸酯乳液聚合过程作了一些有益的探讨。1 实验部分1.1 主要试剂 本实验所需的主要试剂为：丙烯酸酯共聚物乳液PA，固含量45%，自制；自乳化阴离子型聚氨酯水分散体PU，固含量24%，自制；丙烯酸，化学纯，江苏南新助剂厂；甲基丙烯酸甲酯，化学纯，上海五联化工厂；丙烯酸丁酯，化学纯，宜兴化学试剂厂；丙烯酰胺，化学纯，临海化学厂；苯乙烯，化学纯，上海来泽精细化学品研究所；十二烷基苯磺酸钠、OP、K2S2O8。1.2 操作过程 将聚氨酯水分散体、乳化剂、引发剂混合置于四口烧瓶中，将共聚混合单体置于滴液漏斗中，在一定条件下将混合单体用3h左右时间连续匀速滴加到反应体系中，制备得聚氨酯-聚丙烯酸酯乳液体系(PUA)。1.3 性能测试 采用华东理工大学技术物理所BI-90粒度测定仪测试乳液体系粒径及粒度分布；Do-pont 1090 型差热分析仪测定胶膜的热行为(DSC曲线)。2 结果与讨论2.1 合成条件特征 聚氨酯水分散体胶粒为内部结构憎水链相对集中，亲水性离子基团分布于微胶粒表面的一种高稳定性、高分散性的胶体体系［1］。丙烯酸酯等单体溶胀到聚氨酯胶粒中，聚氨酯水分散体胶粒作为聚合物Ⅰ，为核-壳型乳液聚合提供种子乳液。加入的丙烯酸酯等单体在聚合物Ⅰ胶粒内部聚合，形成聚合物Ⅱ，因而，该工艺具备有一壳型聚合的工艺条件。2.2 合成过程中胶粒粒径及分布的特征 PU、PA二者机械混合，得到了呈较强荧光的机械共混物PU/PA。在PU体系中进行与PA组成相同的丙烯酸酯类单体乳液聚合，所得乳液体系为PUA。表1是实验测定的PA、PU、PU/PA及PUA体系的胶粒粒径大小及分布。 表1 PA、PU、PU/PA及PUA体系的胶粒粒径大小及分布 从PU/PA及PUA的胶粒粒径大小及粒度分布看，在聚氨酯水分散体中进行丙烯酸酯聚合所得的PUA乳液与机械共混体系PU/PA是显著不同的。PU与PA机械混合时，胶粒之间的聚结少，所得体系数粒很小及分布较窄，粒径增大不显著。具有明显的机械混合特征。而PUA胶粒均比PU、PA及PU/PA等体系胶粒都粗得多。因此，我们可以认为PUA体系的乳液聚合不同PU与PA的胶粒的机械混合。 从PU来看，胶粒粒径很小，分布很窄，从PUA看，它们仍保持极窄的粒径分布，但粒径显著增长，因此，我们可以推断该乳液聚合是在PU乳胶粒作种子乳液(聚合物I)的条件下，丙烯酸酯类单体在聚合物I中溶胀并聚合促使胶粒胀大。发生了核-壳型乳液聚合过程。3 结论 在聚氨酯水分散体中进行丙烯酸酯聚合中，其过程是核壳型聚合过程，PU起着种子乳液的作用。 ( 作者：李芝华)
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