早在二十世紀(jì)30年代,乳液聚合技術(shù)就已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),目前乳液聚合已成為高分子科學(xué)和技術(shù)的重要領(lǐng)域,是生產(chǎn)高聚物的重要方法之一。乳液聚合成本相對(duì)較低,用此方法合成的乳液水分散性好,根據(jù)單體的不同,乳液成膜后可獲得良好的耐熱、耐候、耐腐蝕以及耐污染性能。
無皂乳液聚合,提高涂膜耐水性
在傳統(tǒng)乳液聚合中要加入乳化劑,以使體系穩(wěn)定和成核。但是乳化劑在乳液成膜時(shí)并不會(huì)變成涂膜的一部分,而是游離在涂膜當(dāng)中,由于其親水作用,因此會(huì)影響到涂膜的耐水性,使其應(yīng)用受到限制。為了克服由于加入乳化劑而帶來的弊端,人們正致力于開發(fā)無皂乳液聚合技術(shù)。
反應(yīng)型乳化劑不但具有乳化性能,而且在其分子結(jié)構(gòu)中含有可反應(yīng)的官能團(tuán),如含雙鍵的可聚合乳化劑,含偶氮或過氧化等結(jié)構(gòu)的表面活性引發(fā)劑及表面活性鏈轉(zhuǎn)移劑??勺鳛榫酆象w系的一個(gè)組分加入到反應(yīng)體系中進(jìn)行聚合反應(yīng),將陰離子、陽離子或非離子型的親水性基團(tuán)引入到聚合物分子鏈中,賦予聚合物自乳化能力。
核殼乳液聚合,增強(qiáng)乳液性能
目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要有硬核軟殼型、軟核硬殼型和互穿網(wǎng)絡(luò)型等結(jié)構(gòu)。對(duì)于核殼乳液聚合來說,最重要的是第二階段的乳液聚合。根據(jù)殼層單體不同的加入方式,主要集中在間歇法、半連續(xù)法和預(yù)溶脹法等工藝的研究。這三種不同的聚合工藝將直接影響到乳液粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)??梢缘玫秸:藲そY(jié)構(gòu)型、草莓型、夾心型、雪人型、翻轉(zhuǎn)型和海島型等核殼結(jié)構(gòu)乳膠粒子。
微乳液聚合,使乳膠粒子超微?;?/span>
傳統(tǒng)乳液乳膠粒粒徑在1~10μm之間,是不透明的非熱力學(xué)穩(wěn)定體系。而微乳液聚合得到的乳膠粒粒徑在10~100nm范圍內(nèi),透明且性能穩(wěn)定。由于其特殊的結(jié)構(gòu)性能,用于涂料可以顯著提高乳液涂膜的強(qiáng)度、附著力、平滑性和光澤性。
微乳液聚合分為O/W型微乳液聚合、W/O型微乳液聚合和雙連續(xù)型微乳液聚合。
影響微乳液結(jié)構(gòu)的因素很多,主要包括表面活性劑分子的親水性、疏水性,以及反應(yīng)溫度、pH值、電解質(zhì)濃度、各組分的相對(duì)比、油相的化學(xué)特性,甚至容器表面的性質(zhì)等等。引發(fā)劑也是影響微乳液聚合的重要因素之一。眾多研究表明:水溶性和油溶性引發(fā)劑引發(fā)微乳液聚合可獲得類似的聚合物乳液,且聚合機(jī)理類似。
反相乳液聚合
反相乳液聚合是將水溶性單體溶于水中,借助乳化劑的作用使之分散在非極性液體中形成“油包水”(W/O)型乳液而進(jìn)行的聚合。采用反相聚合方法制備的反相乳膠粒子很容易反轉(zhuǎn)并溶解與水中,便于很多領(lǐng)域的應(yīng)用。
原位乳液聚合
原位聚合法是指在撓曲性聚合物或其單體中溶解剛直棒狀聚合物分子單體,然后就地聚合,生成的剛棒聚合物分子均勻地分散在高分子基體中而形成分子復(fù)合材料。在無機(jī)納米粒子存在下,聚合物單體進(jìn)行原位乳液聚合是制備有機(jī)無機(jī)納米復(fù)合乳液的有效途徑。