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Study on Hybrid Polymer Materials about Rosin/Acrylate Made by Miniemulsion Polymerization

细乳液聚合制备松香/丙烯酸复合高分子新材料的研究


用细乳液聚合方法成功制备氢化松香甲基丙烯酸甲酯复合高分子乳液,考察聚合过程中氢化松香对单体转化率和聚合物粒子粒径的变化的影响,利用透射电子显微镜研究粒子的形态结构。结果表明聚合前后单体液滴的粒径和聚合物粒子的粒径基本保持不变;氢化松香的引入降低了聚甲基丙烯酸甲酯的分子量和玻璃化转变温度,加宽了分子量分布,其影响与理论预测的结果相一致。

Composite latex particles of hydro-rosin and poly (methyl methacrylate) PMMA were synthesized by miniemulsion polymerization. The influence of introduction of hydro-rosin on polymerization was studied by monitoring the evolution of monomer conversion and particle size. The particle morphology was characterized by transmission electron microscopy. The molecular weight,molecular weight distribution and the glass transition temperature of the resulted composite polymers were analyzed by gel permeation chromatography and differential scanning calorimetry. It was found that the diameter of the droplet and the polymer particles was almost the same before and after polymerization. The introduction of hydro-rosin reduced both the molecular weight and glass transition temperature of PMMA,which was highly accorded with the prediction from polymer theories.


全 文 :第 wu卷 第 ts期
u s s y年 ts 月
林 业 科 学
≥≤Œ∞‘׌„ ≥Œ∂ „∞ ≥Œ‘Œ≤„∞
∂²¯1wu o‘²1ts
’¦·qou s s y
细乳液聚合制备松香Π丙烯酸复合
高分子新材料的研究 3
林明涛 王基夫 储富祥 庞久寅 王春鹏
k中国林业科学研究院林产化学工业研究所 南京 utsswul
摘 要 } 用细乳液聚合方法成功制备氢化松香甲基丙烯酸甲酯复合高分子乳液 o考察聚合过程中氢化松香对单
体转化率和聚合物粒子粒径的变化的影响 o利用透射电子显微镜研究粒子的形态结构 ∀结果表明 }聚合前后单体
液滴的粒径和聚合物粒子的粒径基本保持不变 ~氢化松香的引入降低了聚甲基丙烯酸甲酯的分子量和玻璃化转变
温度 o加宽了分子量分布 o其影响与理论预测的结果相一致 ∀
关键词 } 细乳液聚合 ~松香 ~丙烯酸酯 ~复合高分子
中图分类号 }×±vxt1wz 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussylts p ss|x p sy
收稿日期 }ussx p sv p tz ∀
基金项目 }国家杰出青年科学基金资助项目kvsvuxsvtl ∀
3 储富祥为通讯作者 ∀
Στυδψ ον Ηψβριδ Πολψµερ Ματεριαλσ αβουτ ΡοσινΠΑχρψλατε
Μαδε βψ Μινιεµ υλσιον Πολψµεριζατιον
¬± ¬±ª·¤² • ¤±ª¬©∏ ≤«∏ƒ∏¬¬¤±ª °¤±ª¬∏¼¬± • ¤±ª≤«∏±³¨ ±ª
kΙνστιτυτε οφ ΧηεµιχαλΙνδυστρψοφ Φορεστ Προδυχτσo ΧΑΦ Νανϕινγ utsswul
Αβστραχτ} ≤²°³²¶¬·¨ ¤¯·¨¬ ³¤µ·¬¦¯¨ ¶²©«¼§µ²2µ²¶¬± ¤±§³²¯¼ k°¨ ·«¼¯ °¨ ·«¤¦µ¼¯¤·¨l ° „ º¨ µ¨ ¶¼±·«¨¶¬½¨ §¥¼ °¬±¬¨°∏¯¶¬²±
³²¯¼°¨ µ¬½¤·¬²±q׫¨ ¬±©¯∏¨±¦¨ ²©¬±·µ²§∏¦·¬²±²©«¼§µ²2µ²¶¬±²±³²¯¼°¨ µ¬½¤·¬²± º¤¶¶·∏§¬¨§¥¼ °²±¬·²µ¬±ª·«¨ √¨²¯∏·¬²±²©°²±²°¨ µ
¦²±√¨ µ¶¬²±¤±§³¤µ·¬¦¯¨ ¶¬½¨ q ׫¨ ³¤µ·¬¦¯¨ °²µ³«²¯²ª¼ º¤¶¦«¤µ¤¦·¨µ¬½¨ §¥¼ ·µ¤±¶°¬¶¶¬²± ¨¯ ¦¨·µ²± °¬¦µ²¶¦²³¼q ׫¨ °²¯ ¦¨∏¯¤µ
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³¨µ°¨ ¤·¬²±¦«µ²°¤·²ªµ¤³«¼ ¤±§§¬©©¨µ¨±·¬¤¯ ¶¦¤±±¬±ª¦¤¯²µ¬°¨ ·µ¼qŒ·º¤¶©²∏±§·«¤··«¨ §¬¤°¨ ·¨µ²©·«¨ §µ²³¯ ·¨¤±§·«¨ ³²¯¼°¨ µ
³¤µ·¬¦¯¨ ¶º¤¶¤¯°²¶··«¨ ¶¤°¨ ¥¨©²µ¨ ¤±§¤©·¨µ³²¯¼°¨ µ¬½¤·¬²±q׫¨ ¬±·µ²§∏¦·¬²±²©«¼§µ²2µ²¶¬±µ¨§∏¦¨§¥²·«·«¨ °²¯ ¦¨∏¯¤µº¨ ¬ª«·
¤±§ª¯¤¶¶·µ¤±¶¬·¬²±·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ²©° „ oº«¬¦«º¤¶«¬ª«¯¼ ¤¦¦²µ§¨§º¬·«·«¨ ³µ¨§¬¦·¬²±©µ²° ³²¯¼°¨ µ·«¨²µ¬¨¶q
Κεψ ωορδσ} °¬±¬¨°∏¯¶¬²± ³²¯¼°¨ µ¬½¤·¬²±~µ²¶¬±~¤¦µ¼¯¤·¨~«¼¥µ¬§³²¯¼°¨ µ
松香是我国主要的林化产品之一 o年产量约为 xs万·∀松香分子结构的特点使它具有绝缘 !粘合 !乳化
和增粘等优异性能 ∀利用松香分子结构中的羧基 !共轭双键等反应活性基团可通过聚合 !加成等反应得到聚
合松香 !歧化松香 !氢化松香 !马来松香及各种松香酯等深加工产品 o并可进一步改性合成不同性能 !品种的
高附加值精细化学品及高分子新材料k瞿金清等 ot||| ~商士斌等 ousst ~宋湛谦 oussu ~林明涛等 oussu ~
≥¤±¦«¨½2„§¶∏¤µετ αλqousst ~¬± ετ αλqoussul ∀
丙烯酸酯聚合物是一类重要的高分子材料 o广泛应用于包装 !粘合 !涂料等工业中 ∀松香可以起到对聚
丙烯酸酯增粘的作用 o通常采用乳液共混的方式来制备松香增粘丙烯酸酯乳液 ∀由于二者粒径大小差别以
及乳化剂等助剂的使用会带来产品贮存稳定性和应用性能不稳定等难以克服的缺陷 ∀
细乳液聚合是制备复合高分子材料的有效手段之一 o尤其是对于难分散体系来说 ∀松香常温下是固体 o
需要加热到 {s ∗ tus ε 才可以变成粘稠的流体 o采用反相乳化法可以制备出松香乳液 o但这是一个高能耗和
复杂的过程 ∀采用细乳液聚合可有效克服上述缺点 ∀
细乳液聚合方式已经成功地用于制备聚丙烯酸酯 p醇酸树脂复合乳液 !丙烯酸酯 p聚氨酯复合乳液以
及聚酯 p丙烯酸酯复合乳液k • ¤±ª ετ αλqot||y ~Šµ²²¦« ετ αλqousss ~׶¤√¤¯¤¶ ετ αλqousss ~¬± ετ αλqoussx ~
• ¤±ª ετ αλqoussxl ∀然而对于用细乳液聚合方法制备松香基的丙烯酸复合高分子乳液尚未见文献报道 ∀本
文采用细乳液聚合方式成功制备了常规乳液聚合无法合成的松香 p甲基丙烯酸甲酯杂合物乳液 o并对聚合
过程和粒子形态进行了详细研究 ∀
t 材料与方法
111 原料与试剂
甲基丙烯酸甲酯k°¨ ·«¼¯ °¨ ·«¤¦µ¼¯¤·¨o  „l !正十六烷k«¨¬¤§¨¦¤±¨ o‹⁄l !十二烷基硫酸钠k§²§¨¦¼¯ ¶∏¯©¤·¨o
¶²§¬∏° ¶¤¯·o≥⁄≥l !过硫酸铵k¤°°²±¬∏° ³¨µ¶∏¯©¤¦¨ o„°≥l购于 „≤• ’≥公司 o氢化松香k«¼§µ²ª¨±¤·¨§µ²¶¬±l购于株
洲林化厂 o上述原料均直接使用 o试验所用水均为去离子水 ∀
112 单体细乳液的制备
s1w ª≥⁄≥溶解于 t|x ª去离子水中 ~定量的氢化松香k单体量的 s !ts h !us h !vs h l溶解于甲基丙烯酸
甲酯单体中 o取 ws ª松香甲基丙烯酸甲酯溶液待用 ~把单体溶液加入到乳化剂溶液中 o搅拌 vs °¬±kt sss
µ#°¬±ptl形成单体预乳液 ∀预乳液在新芝 |{ p v⁄超声波细胞粉碎机下超声 tss ¶k冰浴冷却以带走超声过程
中产生的热量 o超声频率 }us ∗ ux ®‹½o仪器输出功率 uux • l o超声所得即为单体细乳液 ∀
113 聚合
表 1 试验配方 ≠
Ταβ . 1 Ρεχιπεσ οφ εξπεριµεντσ
≥¨ µ¬¨¶ ≥⁄≥ ‹u ’   „Π«¼§µ²ª¨ ±¤·¨§µ²¶¬±Π‹⁄ „°≥ ‹u ’
‘²qt s1w t|x wsΠsΠs1w s1w x
‘²qu s1w t|x vy1vyΠv1ywΠs s1w x
‘²qv s1w t|x vv1vvΠy1yzΠs s1w x
‘²qw s1w t|x vs1zzΠ|1uvΠs1w s1w x
‘²qx s1w t|x vs1zzΠ|1uvΠs s1w x
≠ 所有物质均以克为计量单位 ∀„¯ ¯ §¤·¤¤µ¨ ¬±§¬¦¤·¨§¬± ªµ¤°¶q
试验配方列于表 t ∀单体细乳液投
入装有冷凝器 !温度计的 xss °的四口
反应器中 o搅拌 !通入氮气 tx °¬±并升
温至预定的聚合温度kzs ε l o加入 „°≥
水溶液ks1w ª „°≥溶解于 x ª去离子水
中l o反应计时开始 ∀聚合过程中在预定
时间取样 o每次 x ª样品 ∀
114 单体转化率的测定
采用质量法测定 ∀
115 粒径的测定
单体液滴或聚合物粒子的大小由动
态光散射法测定 ∀所用仪器是 ¤¯√¨ µ±仪器公司的 ¤¯√¨ µ± usss粒度测定仪 ∀测试温度是 ux ε o在每次测试
前用去离子水稀释样品至合适浓度后进行测量 ∀平均粒子大小由软件自动计算生成 ∀
116 显微分析
上述含有氢化松香的单体细乳液以及相应的聚合物乳液用水稀释后 o置于铜网上 o采用磷钨酸负染色
后 o用 ‹Œ×„≤‹Œp yss型透射电子显微镜观察粒子的大小与微观形态结构 ∀
117 聚合物相对分子质量及其分布的测定
聚合物用四氢呋喃溶解后 o采用 • ¤·¨µ¶uww型凝胶渗透色谱仪测定聚合物的保留时间 o检测仪器为折光
指数测定仪 o流动相为四氢呋喃 otsu ! oxss! otsv ! 和 tsw ! w 根 ¬¦µ² ≥·¼µ¤ª¨¯色谱柱串联 o流速为 t °#
°¬±pt o采用单分散聚苯乙烯作为标样来计算聚合物的相对分子质量及其分布 ∀
118 差示扫描量热分析
用 °¨ µ®¬±∞¯ °¨ µ×«¨µ°¤¯ „±¤¯¼¶¬¶差示扫描量热器测定聚合物的玻璃化温度k Τªl o升温范围 p ys ∗ txs ε o
升温速率 us ε #°¬±pt o氮气氛下测试 ∀
u 结果与讨论
211 超声时间的确定
单体液滴的大小及其分布和它的稳定性对于细乳液聚合过程能否顺利实现影响极大 ∀常规乳化过程只
能得到粒径数十乃至数百微米的液滴 o无法实现细乳液聚合对于单体液滴大小介于 tss ∗ xss ±°的要求 ~而
超声波粉碎机或高剪切分散机所能提供的较高的剪切力可以把单体液滴分散到细乳液聚合所需要的粒径大
小 ∀在实验室中 o通常采用超声波法来制备单体细乳液 ∀单体预乳液的超声过程是一个单体液滴不断破碎
与融合的过程 o超声到一定时间后 o二者可以达到动态平衡 o此时单体液滴的平均粒径不再发生变化 ∀表 u
中的数据显示在此超声功率下当超声时间大于 vs ¶后 o液滴的平均粒径不再发生变化 ∀
y| 林 业 科 学 wu卷
表 2 试验系列 3 细乳液液滴平均大小与超声时间的关系
Ταβ . 2 Εϖολυτιον οφ αϖεραγε παρτιχλε σιζε ϖσ υλτρασονιχατιον τιµε οφ σεριεσ Νο .3
超声时间 ˜¯·µ¤¶²±¬¦¤·¬²±·¬° Π¨¶ x ts vs ys tss tws uss
平均粒径 „√¨ µ¤ª¨ ³¤µ·¬¦¯¨¶¬½¨Π±° vs| u{s uxs uwx uw| uwy uw{
212 Οστωαλδ 熟化效应
单体乳液的不稳定主要是由于分
散相与分散介质之间的界面存在着自
发减小的趋势 o乳液粒子的碰撞 p融
合与 ’¶·º¤¯§熟化效应可以减小界面
面积 o从而使单体乳液失去贮存稳定性 ∀当乳液粒子较小且表面吸附足够的乳化剂后 o’¶·º¤¯§熟化效应将
是乳液劣化的主要原因 ∀ ’¶·º¤¯§熟化效应产生的主要原因在于小液滴中的单体在介质中有较高的溶解度 o
导致单体分子通过连续相从小液滴扩散到大液滴中去 o液滴的平均粒径变大 ∀通常可以在单体相中引入一
些水溶性极低的物质k助乳化剂 !助稳定剂l来抑制 ’¶·º¤¯§熟化效应 ∀
’¶·º¤¯§熟化效应理论分析由 ¬©¶«¬·½和 • ¤ª±¨ µ二人各自独立发展起来 o简称为 ≥• 理论 ∀可以用最直
观的形式 o数学方程式来描述 ≥• 理论k¬©¶«¬·½ ετ αλqot|yt ~ • ¤ª±¨ µετ αλqot|ytl ∀
这个理论含有以下假定 }分子扩散是物质在粒子之间传递的决定步骤 ~系统是无限稀释的 o粒子之间没
有相互作用力 ~所有的粒子都是球形的并且固定于空间中 ~在分散介质中除了紧靠粒子周围k通常是一个分
子层 o分子层厚度是粒子半径的函数l o物质溶解度都是一个常数 Χ° ∀
理论分析的结果 }存在一个临界半径 ∆¦ o定义为
∆χ € Α
±¯ Χ°Χk ] l
ktl
式中 }Α€ uΧς°ΡΤ o它是一个物质的特性常数 o称为表面张力半径 ~ Χk ] l是物质在分散介质中的溶解度 ~ Χ是界
面张力 ~ ς° 是被分散物质的摩尔体积 ~ Ρ和 Τ分别是标准气体常数和绝对温度 ∀
经过一段时间后细乳液体系达到稳定状态 ∀在稳态的情况下 o熟化速率 ϖ成为一个常数
ϖ Σ §∆
v
±
§τ €
wΑ∆Χk ] l
| kul
式中 }∆± 代表粒子的数均半径 o∆是分散相的分子扩散系数 ∀
粒子的粒径分布k°≥⁄l不再变化 o当用 ∆¦表示时
Ωk υl € Ωk ∆Π∆¦l € {t ευ
u ¬¨³≈tΠkuυΠv p tl 
v vuk υ n vlzrvkvΠu p υlttΠtv k υ  vΠul
€ s k υ  vΠul kvl
’¶·º¤¯§熟化速率 ϖ可以通过 ∆v± 对时间 τ做图 o利用式kul的积分形式
∆v±kτl € ∆v±kτsl n ϖkτ p τsl kwl
来确定 o图中曲线的的斜率即为单体细乳液的 ’¶·º¤¯§熟化速率 ∀
在式kwl中 τs 代表熟化过程的开始 ∀可以使用上述理论来判断松香甲基丙烯酸甲酯细乳液的 ’¶·º¤¯§
熟化效应速率的大小 ∀
图 t !u中的数据显示松香作为助稳定剂不能完全抑制 ’¶·º¤¯§熟化效应 o但是它所起的作用还是显著
的 o在没有氢化松香的情况下单体预乳液根本不能被分散成单体细乳液 o从而也就没有 ’¶·º¤¯§熟化效应或
者说 ’¶·º¤¯§熟化速率无穷大 ∀若在松香丙烯酸酯溶液中引入 t h的正十六烷k‹⁄l o超声制备出的单体细乳
液将会在一个较长的时间内保持单体液滴大小基本不再变化 o从而 ’¶·º¤¯§熟化效应得到充分抑制 ∀上述试
验的 ’¶·º¤¯§熟化速率分别为 tux !t txs ±°v#¶pt o说明环境温度对于 ’¶·º¤¯§熟化效应的影响很大 o升高温度
大大加快了单体细乳液的 ’¶·º¤¯§熟化速率 ∀
213 聚合反应动力学
聚合过程中粒子的平均粒径以及单体瞬时转化率的变化 o具体见图 v ∀图 v ¤!¥的数据对比了在相同乳
化剂 !引发剂用量下 o甲基丙烯酸甲酯细乳液聚合 !含有氢化松香的甲基丙烯酸甲酯细乳液聚合以及含有
t h正十六烷的氢化松香甲基丙烯酸甲酯细乳液聚合过程中平均粒径和单体转化率的变化情况 ∀
z| 第 ts期 林明涛等 }细乳液聚合制备松香Π丙烯酸复合高分子新材料的研究
图 t ux ε 时试验系列 u中液滴半径的立方随时间演变关系
ƒ¬ªqt ∞√²¯∏·¬²± ²©¦∏¥¨§µ¤§¬∏¶k ∆v±l k¥¼ ⁄≥l √¶
·¬°¨ ²©¶¨µ¬¨¶‘²qu ¤·ux ε
图 u zs ε 时试验系列 u中液滴半径的立方随时间演变关系
ƒ¬ªqu ∞√²¯∏·¬²± ²©¦∏¥¨§µ¤§¬∏¶k ∆vνl k¥¼ ⁄≥l √¶
·¬°¨²©¶¨µ¬¨¶‘²qu ¤·zs ε
图 v 聚合过程中转化率和粒径与时间的关系
ƒ¬ªqv ≤²±√¨ µ¶¬²± ¤±§³¤µ·¬¦¯¨¶¬½¨ √¶·¬°¨²©¶¨µ¬¨¶³²¯¼°¨ µ¬½¤·¬²±
由于氢化松香氢化的不完全 o分子结构中还残留有部分双键 o它起到了阻聚剂或链转移剂的作用 o这在
聚合反应速率和最终聚合物相对分子质量大小的分析中可以得到确认 ∀随着氢化松香含量的增加 o单体聚
合速率下降较快 }当氢化松香含量为 ts h时 oxs °¬±内单体基本完全转化 ~当氢化松香含量达到 us h以上
时 o需要 tus °¬±单体才基本完全转化 ∀这也可以从聚合物粒子平均粒径的变化得到确认 o对于前者 oxs °¬±
后粒径基本不再变化 ~而后者需要 tus °¬±才基本不再发生变化 ∀
图 v ¥中的数据显示当聚合体系中引入 t h含量的 ‹⁄后 o整个聚合过程中粒子的粒径基本保持不变
k略有下降l o‹⁄可以抑制单体液滴的 ’¶·º¤¯§熟化效应 ∀由于 „°≥是水溶性引发剂 o导致在聚合过程中均相
成核不可完全避免 o所以粒径略有下降 ∀而对于一系列的氢化松香甲基丙烯酸甲酯细乳液聚合来说 o由于
’¶·º¤¯§熟化效应 o尤其是在反应温度下 ’¶·º¤¯§熟化的速率高达 t uss ±°v#¶pt o导致试验初期单体液滴的平
均粒径变大 ~而随着反应的进行 o单体液滴成核后生成的聚合物可以起到稳定粒子并抑制 ’¶·º¤¯§熟化效应
的作用 o同样也由于均相成核作用造成反应后期粒子平均大小逐步减小 ∀
214 透射电子显微镜分析
图 w中的电子显微图片很好地说明了聚合前后单体细乳液液滴 !聚合物粒子的微观形态 ∀当采用磷钨
酸负染色时 o图片中的白色颗粒是聚合物或氢化松香粒子 o黑色背景是磷钨酸 ∀图 w ¤!¦是不含 ‹⁄的 vs h
氢化松香甲基丙烯酸甲酯细乳液k系列 xl聚合前后的粒子形态 o图 w ¥!§是含有 ‹⁄的 vs h氢化松香甲基丙
烯酸甲酯细乳液k系列 wl聚合前后的粒子形态 ∀观察发现聚合前后粒子的形态结构基本保持不变且聚合物
粒子的外观基本一样 o粒子的相对大小与动态光散射测定的数值变化趋势基本一致 ∀
215 凝胶渗透色谱
松香分子结构中的共轭双键具有阻聚作用 o氢化松香中尚有部分共轭双键没有被氢化 o它们有可能充当
链转移剂的角色 o起到调节聚合物相对分子质量的作用 ∀对于自由基聚合来说 o聚合物相对分子质量及其分
布与引发剂和链转移剂的关系是 }
{| 林 业 科 学 wu卷
图 w 聚合前后甲基丙烯酸甲酯细乳液液滴与聚甲基丙烯酸甲酯乳液粒子的透射电子显微镜分析
ƒ¬ªqw ×∞ ¬°¤ª¨¶²©¶¨µ¬¨¶°  „ ¤±§   „ °¬±¬¨°∏¯¶¬²±¶¥¨©²µ¨ ³²¯¼° µ¨¬½¤·¬²±
¤}系列 x的单体细乳液 ‘²qx   „ °¬±¬¨°∏¯¶¬²±~¥}系列 w的单体细乳液 ‘²qw   „ °¬±¬¨°∏¯¶¬²±~
¦}系列 x的聚合物乳液 ‘²qx °  „ ³¤µ·¬¦¯ ¶¨~§}系列 w的聚合物乳液 ‘²qw °  „ ³¤µ·¬¦¯ ¶¨q
t
Ξν €
uκ·Ρ³
κu³≈ Μ u n א n ׌
≈ Ι 
≈ Μ  n Χ≥
≈ Σ 
≈ Μ 
式中 }κ·!κ³和 Ρ³分别是链终止速率常数 !链增长速率常数和链增长速率 ~א !׌和 Χ≥ 分别为自由基向单体 !
引发剂和链转移的速率常数 ~≈ Μ  !≈Ι 和≈ Σ 分别是单体 !引发剂和链转移的浓度 ~hΞν 是聚合物的数均聚合度 ∀
甲基丙烯酸甲酯单体的链转移常数较小 o约为 tsp w ∗ tsp x o对相对分子质量的影响不大 o式中右边第 v
项由于 ׌≈ Ι Π≈ Μ 的乘积较小也可忽略不计 o影响聚合物相对分子质量的因素主要是链转移剂的链转移常
数以及它的浓度大小 ∀
表 3 复合高分子的相对分子质量及其相对分子质量分布
Ταβ . 3 Τηε ρελατιϖε µ ολεχυλαρ ωειγητ ανδ ρελατιϖε µ ολεχυλαρ
ωειγητ διστριβυτιον οφ ηψβριδ πολψµερσ
≥ µ¨¬¨¶ Μ±Πtsw ΜºΠtsw ΜºΠΜ±
‘²qt tu1xt us1|z t1y{
‘²qu z1xu ty1sw u1tv
‘²qv z1{| ty1sv u1sv
‘²qw x1vy tu1tx u1uz
‘²qx y1vs tv1{v u1us
随着氢化松香含量的增加 o聚合物的相对分子质量
变小 !分布变宽 o与自由基聚合理论所预期的结果相符 o
具体数值见表 v ∀由表 v可以看出 ‹⁄的引入对于聚合
物的相对分子质量以及相对分子质量的分布影响很小 ∀
在图 x Š°≤谱图的流出曲线上 o可以看到氢化松香
小分子的流出峰 o且随着氢化松香含量的增加 o松香流出
峰的面积逐步增大 o与聚合配方中的氢化松香含量相吻
合 ∀说明在聚合过程中氢化松香并没有从单体液滴中析
出 ∀
图 x 复合高分子的凝胶渗透色谱分析
ƒ¬ªqx ∞¯∏·¬²± ³¨¤®¶²©«¼¥µ¬§³²¯¼°¨ µ¶¬± Š°≤ ¤±¤¯¼¶¬¶
图 y 复合高分子的玻璃化转变温度
ƒ¬ªqy ׫¨ ª¯¤¶¶·¨°³¨µ¤·∏µ¨ ²©«¼¥µ¬§³²¯¼° µ¨¶
216 差示扫描量热
差示扫描量热可以用来分析聚合物与其他物质的相容性 ∀聚甲基丙烯酸甲酯以及不同氢化松香含量的
聚甲基丙烯酸甲酯的 ⁄≥≤分析结果列于表 w与图 y ∀
数据显示随着氢化松香含量的增加 o玻璃化转变温度逐渐降低 ∀整个扫描曲线范围内除了聚甲基丙烯
酸甲酯的玻璃化转变外 o没有其他转变温度 o且玻璃化转变温度是逐步降低的 o说明氢化松香起到了增塑剂
|| 第 ts期 林明涛等 }细乳液聚合制备松香Π丙烯酸复合高分子新材料的研究
表 4 复合高分子的玻璃化转变温度
Ταβ . 4 Τηε γλασστεµ περατυρε οφ ηψβριδ πολψµερσ
≥ µ¨¬¨¶ תΠε ∃Χ³Πk#ªpt ε p tl
‘²qt ttt1v s1uys
‘²qu |z1z s1uw{
‘²qv |t1z s1uwv
‘²qw {{1{ s1usx
‘²qx {|1s s1u{{
与增粘剂的作用 ~通过细乳液聚合制备的氢化松香聚甲基
丙烯酸甲酯聚合物 o氢化松香和聚甲基丙烯酸甲酯之间显
示了较好的相容性 o未出现相分离现象 ∀
v 结论
通过细乳液聚合方法可以制备出稳定的氢化松香甲基
丙烯酸甲酯复合高分子乳液 ∀氢化松香在甲基丙烯酸甲酯
单体液滴中的存在可以起到助稳定剂的效果 o但它的性能
低于正十六烷所能起到的稳定细乳液液滴的作用 ∀氢化松香甲基丙烯酸甲酯单体液滴的大小与最终聚合物
粒子的大小比较接近 o在聚合过程中新生成的聚合物粒子比例较少 ∀
氢化松香的引入降低了聚合物的分子量以及它的玻璃化转变温度 ∀热分析试验结果显示氢化松香与聚
甲基丙烯酸甲酯呈现良好的相容性 o可以起到增塑及增粘剂的作用 ∀
参 考 文 献
林明涛 o蒋 煜 o储富祥 qussu1 松香Π丙烯酸系复合高分子乳液的制备与性能研究 q林产化学与工业 ouukul }tz p us
瞿金清 o涂伟萍 o杨卓如 o等 qt|||1 松香改性聚氨酯涂料的研制 q林产化学与工业 ot|kwl }tz p uu
商士斌 o谢 晖 o黄 焕 o等 qusst q松香和桐油改性氨基聚酯树脂烘漆性能研究 q林产化学与工业 outkul }t p w
宋湛谦 qussu1 松香的精细化工利用k ´l ) ) ) 松香的组成与性质 q林产化工通讯 ovykwl }u| p vv
Š²²¦« • o⁄²±ª ‹ o ≥¦«²µ® ƒ qusss1 • ¤·¨µ¥²µ±¨ ²¬¯2°²§¬©¬¨§³²¯¼∏µ¨·«¤±¨ ¦²¤·¬±ª¶√¬¤ «¼¥µ¬§ °¬±¬¨°∏¯¶¬²± ³²¯¼° µ¨¬½¤·¬²±q²∏µ±¤¯ ²© „³³¯¬¨§ °²¯¼° µ¨
≥¦¬¨±¦¨ ozy }tsx p ttw
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k责任编辑 石红青l
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