有機硅改性丙烯酸乳液的研究.pdf

1、本論文采用種子乳液聚合法合成了丙烯酸酯乳液。丙烯酸酯乳液軟/硬單體配比為1:2；采用可聚合反應型乳化劑V和非離子型乳化劑OP-10作為復合乳化體系，用量比為1:1時乳液綜合性能最好，單體轉化率達到90％以上。討論了合成工藝對乳液性能的影響。引發劑為0/2％時單體轉化率高，反應速度也較合理；聚合溫度為85℃對反應最為有利。 在合成純丙乳液的基礎上，用有機硅對丙烯酸酯乳液進行了改性。改性后的乳液呈藍光乳白色；硬度為擺桿硬度0.6；粒

2、徑0.09μm；機械、凍溶穩定性良好；耐水性明顯提高，乳液穩定性良好：在室內裝修、工業防護和織物皮革表面處理等領域具有廣泛應用價值。同時，討論了乳液合成過程有機硅可能存在的反應及控制反應朝預期方向進行的有效手段：采用紅外表征了有機硅參與了聚合反應；采用DSC表征了改性乳液的Tg略微降低，在33.7℃左右；采用透射電鏡表征了乳液的顆粒形貌，結果表明乳液顆粒大小均勻，為球粒狀。 對丙烯酸酯聚合反應機理進行了量子化學研究。量子化學計算

3、結果表明，MMA和BA生成二聚體的標準反應焓為-82.12580kJ/mol；標準吉布斯自由能為-6.93987 kJ/mol；墑增為-42.621 Cal/Mol-K。由于體系的△H<0、△S<0、△G<0，因此，如果沒有外力的作用，MMA、BA不能自發的生成二聚體。在引發劑APS的引發下，丙烯酸酯分子C=C鍵上的碳原子由于受到引發劑的攻擊外層電子發生躍遷，分子軌道(MO)證實了其成鍵軌道轉變為了高能級的反鍵軌道，形成活性單體從而引發

4、反應。通過內稟坐標法(IRC)對丙烯酸酯聚合過程的計算表明，在鏈引發反應和鏈增長反應中，反應物都需要先克服活化能到達能量較高的過渡態，然后形成能量較低的產物。鏈引發反應過程的活化能較低，從過渡態到產物的活化能量為24.71 kJ/mol，從過渡態到產物放熱約為36.96kJ/mol，反應易于進行；鏈增長反應過程從過渡態到反應物活化能約為35.43kJ/mol，從過渡態到產物的放熱為47.35kJ/mol。鏈引發反應和鏈增長反應均為放熱反