有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及其稳定性

第３青岛科技大学学报（自然科学版）９卷增刊１Ｖｏｌ．３９Ｓｕ．１ｐ

　　（）２０１８年８月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＱｉｎｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎＡｕ．２０１８　　　　　　　　ｇｙｇｙｇ　

（）１６７２６９８７２０１８Ｓ１００５４０４　　文章编号：－－－有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及其稳定性

李　杰

（）青岛科技大学化工学院，山东青岛２６６０４２

，，摘　要：以八甲基环四硅氧烷（四甲基四乙烯基环四硅氧烷（烯丙基聚醚类磺酸盐反应性乳化ＤＶｉ－Ｄ４）４）），、剂（十二烷基苯磺酸（为催化剂合成有机硅种子乳液；其次，以甲基丙烯酸甲酯（丙Ｍ－１，Ｍ－２ＤＢＳＡ）ＭＭＡ）

、、丙烯酸羟丙酯（丙烯酸（为单体，采用氧化·还原（和水溶性偶烯酸丁酯（ＢＡ）ＨＰＡ）ＡＡ）ＫＳＮａＨＳＯ２２Ｏ８－３））复合引发体系，通过种子乳液聚合技术合成有机硅改性丙烯酸酯乳液，并研究乳化剂种类、引发氮（ＶＡ０４４－剂种类、有机硅单体用量和ｐ反应型乳化剂制备的乳液稳定性Ｈ值对乳液稳定性的影响。实验结果表明：适宜的乳化剂用量为０偶氮类引发剂引发的乳液稳定性优于氧化·还原引发体系，适宜佳，．４４％～０．６６％；

－１

·ｋ的ＶＡ随有机硅用量的增大，凝胶率不断增加，在有机硅用量不超过１０４４用量为１０００ｍ５％的情－　ｇｇ；

各项稳定性都比较好；乳液在ｐ况下，Ｈ为６～８时稳定性较好。关键词：有机硅改性；聚丙烯酸酯乳液；种子乳液聚合；稳定性中图分类号：ＴＱ３４２．２２　　　文献标志码：Ａ　

ＳｎｔｈｅｓｉｓａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｏｆＳｉｌｉｃｏｎｅ　　　ｙｙ　

ＰｏｌａｃｒｌａｔｅＥｍｕｌｓｉｏｎＭｏｄｉｆｉｅｄ　　ｙｙ

ＬＩＪｉｅ　

（，Ｑ，Ｑ）ＣｏｌｌｅｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎｉｎｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｉｎｄａｏ２６６０４２，Ｃｈｉｎａ　　　　　　　　ｇｇｇｇｙｇｙｇ　

：），ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｉｌｉｃｏｎｅｓｅｅｄｅｍｕｌｓｉｏｎｗａｓｓｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｏｃｔａｍｅｔｈｌｃｃｌｏｔｅｔｒａｓｉｌｏｘａｎｅ（Ｄ４ｔｅｔｒａｍｅｔｈｌｔｅｔｒａ　　　　　　－ｙｙｙｙｙ　

），，ｏｌｅｔｈｅｒｖｉｎｌｃｃｌｏｔｅｔｒａｓｉｌｏｘａｎｅ（Ｖｉ４ａｓｍｏｎｏｍｅｒｓａｌｌｌｓｕｌｆｏｎａｔｅａｓｒｅａｃｔｉｖｅｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ（Ｍ－１，Ｍ－２）－Ｄ　　　　　　ｐｙｙｙｙ，ｏｌａｃｒｌａｔｅａｎｄｄｏｄｅｃｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｈｏｎｉｃａｃｉｄ（ＤＢＳＡ）ａｓｃａｔａｌｓｔ．Ｔｈｅｎｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄｅｍｕｌｓｉｏｎｗａｓ　　　　　　　　　　ｐｙｙｙｐｙ

，，，ｏｂｔａｉｎｅｄｂｍｅｔｈｌｍｅｔｈａｃｒｌａｔｅ（ＭＭＡ）ｂｕｔｌａｃｒｌａｔｅ（ＢＡ）ｈｄｒｏｘｒｏｌａｃｒｌａｔｅ（ＨＰＡ）ａｃｒｌｉｃａｃｉｄ　　　　　ｙｙｙｙｙｙｙｐｐｙｙｙ　（，）ＡＡ）ａｓｔｈｅｍｏｎｏｍｅｒｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ（ＫＳＮａＨＳＯａｎｄｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅａｚｏ（ＶＡ０４４ｏｆｃｏｍ－　　　　　　　－　２２Ｏ８－３）

，，ｏｓｉｔｅｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｔｏｒｓｓｔｅｍｔｈｒｏｕｈｓｅｅｄｅｍｕｌｓｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｔｅｉｎｉｔｉａｔｏｒｔｅ　　　　　　　　　　　ｐｐｙｙｇｙｐｙｐＨｖａｌｕｅａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍｏｎｏｍｅｒｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｅｍｕｌｓｉｏｎｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔ　　　　　　　　　　　　　　　　ｐｙ　ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｅｍｕｌｓｉｏｎｓｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｔｈｅｒｅａｃｔｉｖｅｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒｗａｓｏｏｄａｎｄｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅａｍｏｕｎｔｏｆｅｍｕｌｓｉ　　　　　　　　　　　　　　－ｙｙｙｇ　　

ｆｉｅｒｗａｓ０．４４％—０．６６％；ＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｔｈｅｅｍｕｌｓｉｏｎｉｎｉｔｉａｔｅｄｂＶＡ０４４ｗａｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｔｈｅＫＰＳ．Ｔｈｅ　　　　　　　－　　ｙｙ　　

－１ｓｕｉｔａｂｌｅａｍｏｕｎｔｏｆＶＡ０４４ｗａｓ１０００ｍｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃｏｎｅｃｏｎｔｅｎｔｌｅｄｔｏｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ　　　－　　　　　　　　　　　　ｇ·ｋｇ．Ｔａｌｏｍｅｒａｔｉｏｎｒａｔｅ．Ｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｉｌｉｃｏｎｅｄｉｄｎｏｔｅｘｃｅｅｄ１５％，ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｏｆｅｍｕｌｓｉｏｎｗａｓｏｏｄ．Ａｎｄ　　　　　　　　　　　　　ｇｇｙｇ　

ｓｕｉｔａｂｌｅＨｆｏｒｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｅｍｕｌｓｉｏｎｗａｓ６—８．ｔｈｅ　　　　　　　　ｐ

：；；；Ｋｅｗｏｒｄｓｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｍｕｌｓｉｏｎｓｅｅｄｅｄｅｍｕｌｓｉｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｏｌａｃｒｌａｔｅｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　　　　ｐｙｙｐｙｙｙ　　　聚丙烯酸酯类乳液是由丙烯酸酯类或甲基丙烯酯类与

其它乙烯基酯类单体经乳液聚合而制备的高分子聚合物。聚丙烯酸酯类乳液既可以作为涂料成膜剂、纺织印染粘合剂和纸张涂布剂，也可应用于日化及功能材料等诸多领域。随着聚丙烯酸酯乳液的新方法、新用途被广泛开发，其用量

］１

。由聚丙烯酸酯类乳液制备的材料具有耐生物日益增加［

缺点，因此限制了其在其他功能材料领域的应用。

近２随着乳液聚合的理论以及相关技术的不０年来，形成了数目可观的乳液聚合的新技术，其断丰富与发展，

中聚丙烯酸酯乳液的各种改性技术受到了科学界和工业界的广泛关注，一般来说，可以将聚丙烯酸酯乳液的改性方法分为以下两个方面：一是通过引入一些功能性单体与丙烯酸酯单体进行反应，从而对聚丙烯酸酯乳液进行共聚改性得到高性能或者具有特定性能的共聚丙烯酸酯乳液；

降解性、耐酸碱性和耐化学腐蚀性等优异的性能，但它同样存在耐水性能不佳和附着性差以及低温变脆、高温变粘等

收稿日期：２０１８０５０８－－，作者简介：李　杰（男，硕士研究生．１９７９—）

　增刊１有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及其稳定性　　李　杰：

５５

二是采用乳液聚合的新方法，如核／壳乳液聚合和互穿网络聚合技术、以及超声、辐射乳液共聚技术等来改善聚丙

２］

。烯酸酯乳液的性能［

，烯丙基聚醚类磺酸盐反应性乳化剂（十二烷基Ｍ－１，Ｍ－２），，苯磺酸（正丁基丙烯ＤＢＳＡ）ＭＭＡ）α－甲基丙烯酸甲酯（，，，丙烯酸－丙烯酸（十酸酯（ＢＡ）２ＨＰＡ）ＡＡ）－羟基丙酯（），），二烷基苯磺酸钠（过硫酸钾（ＤＢＳＡ－ＮａＫＰＳ２，２’－偶氮）。二［丙烷］二氢氯化物（２２２ＶＡ０４４－（－咪唑啉－－代）－仪器：集热式磁力搅拌器，上海捷能试验设ＤＦ系列，备有限公司；电热鼓风干燥箱，上海申贤恒温ＤＨ－９０Ａ型，设备厂；红外光谱仪，德国布鲁克公司；显ＶＥＲＴＥＸ７０型，南京福海科教仪器公司。微电泳仪，ＸＤＸＣＴＶ型，－Ⅱ／１．２　实验方法

１．２．１　有机硅种子乳液的制备

称取一定量的去离子水、Ｍ－１、ＳＤＢＡ、Ｄ４和Ｖｉ４于－Ｄ

室温下，在电磁搅拌、回流冷凝的条２５０ｍＬ四口烧瓶中，快速搅拌使混液预乳化约１ｈ，件下，１ｈ后将温度升至８０℃进行聚合反应。反应８ｈ即可得到有机硅种子乳液

（）。ＰＳＩ１．２．２　有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的制备

称取一定量的去离子水、ＭＭＡ、ＢＡ、ＨＰＡ、ＡＡ、Ｍ－１于带有搅拌、冷凝装置和温度计的２５０ｍＬ四口烧瓶中，在室温下搅拌混合得到预乳液，搅拌０．５ｈ后将预乳液收）集至恒压滴液漏斗。先称取适量的有机硅种子乳液（ＰＳＩ于四口烧瓶中，与此同时，向烧瓶中加入一定量称量好的，并搅拌均匀，然后在通氮、Ｍ－２和部分ＫＰＳ５０℃和回流冷

，凝的条件下滴加预乳液和剩余的Ｋ控制约２ＰＳｈ滴完。

ＶＡ０４４的水溶液在预乳液和ＫＰＳ滴加１ｈ后开始滴加，－将ＶＡ并和预乳液同０４４的水溶液滴加时间控制在１ｈ，－然后恒温２ｈ后降至室温，得到有机硅改性聚丙时滴完，

烯酸酯乳液。反应方程式如下：

在众多的聚丙烯酸酯改性技术手段中，有机硅改性被认为是比较有前景的一种改性方式。有机硅改性聚丙烯酸酯乳液是指将有机硅单体引入到聚丙烯酸酯乳液体系在聚丙烯酸酯乳液聚合技术基础上结合有机硅，从而中，

］３４－。有文献报道，得到高性能的改性硅－丙乳液［一些有机

耐候性，并硅例如聚硅氧烷可赋予硅－丙乳液良好的耐温、

且通过聚硅氧烷的引入明显降低了改性聚丙烯酸酯乳液的表面张力及其制备材料的玻璃化转变温度

］７８－。革涂饰等行业中应用前景广阔［

［］５６－，因此经

塑料、橡胶、纺织物以及皮有机硅改性的乳液产品在涂料、

本研究以环四硅氧烷（和乙烯基环四硅氧烷（Ｄ４）Ｖｉ－）作为改性有机硅单体，以烯丙基聚醚类磺酸盐（Ｄ４Ｍ－１，

）作为可反应性乳化剂，以十二烷基苯磺酸（作Ｍ－２ＤＢＳＡ）为催化剂进行环状有机硅的阴离子开环聚合合成有机硅

］９１１－。将α、种子乳液［正丁基丙ＭＭＡ）－甲基丙烯酸甲酯（

、烯酸酯（丙烯酸－和丙烯酸（ＢＡ）２ＨＰＡ）ＡＡ）－羟基丙酯（作为乳液聚合的共聚单体，采用氧化·还原类引发剂（）和水溶性偶氮类引发剂（所组ＫＳＮａＨＳＯＶＡ０４４－２２Ｏ８－３）成的复合引发剂体系，通过种子乳液聚合合成了硅含量为并研究了乳化剂种类、引发剂种类、有１５％的硅－丙乳液，机硅单体用量和ｐＨ值对乳液稳定性的影响。

１　实验部分

１．１　试剂与仪器

，，试剂：环四硅氧烷（乙烯基环四硅氧烷（Ｄ４）Ｖｉ４）－Ｄ

１．２．３　红外光谱分析

用乙醇溶液将聚丙烯酸酯乳液破乳并析出固体，将析出的固体在８粉碎，采用溴化钾压片０℃下真空干燥６ｈ，法用红外光谱仪进行分析。１．２．４　凝胶率的测定

实验结束后先将烧瓶内和搅拌桨上白色凝胶全部收集，然后用二次水清洗干净并倒入以洗净且恒重的表面皿）中，在（由式（计算１２０±５℃条件下鼓风干燥２ｈ左右，１）凝胶率：

１．２．５　离子稳定性测试

将聚丙烯酸酯乳液用二次水稀释６至７倍，后取５０并向其中逐渐滴加１ｍＬ稀释后的乳液，０％的ＣａＣｌ２溶液，当乳液开始出现白色沉淀物时，记录ＣａＣｌ２溶液的加入体积，ｍＬ。１．２．６　Ｚｅｔａ电位测定

将硅－丙乳液用去离子水稀释至半透明或者透明且泛蓝光的状态，采用显微电泳仪利用电泳法原理测定Ｚｅｔａ）。电位（ζ

ｍ１

Ｚ＝×１００％。

ｍ；。其中：活性物质量，凝胶物质量，ｍ：ｍ１：ｇｇ

２　结果与讨论

（）１

２．１　有机硅改性聚丙烯酸酯乳液结构表征

—Ｏ烷基和Ｓ—如图１所示，在１０９７ｃｍ－１处出现Ｓｉｉ　

５６

青岛科技大学学报（自然科学版）第３９卷

Ｏ—Ｓｉ强吸收峰，

这表明产物已经成功发生交联反应。１　

２６２ｃｍ－１处为Ｓｉ—ＣＨ３的特征吸收峰，８５０～７３０ｃｍ－１的多重吸收峰为—ＣＨ３的振动吸收峰和Ｓｉ—Ｃ键的伸缩振动吸收峰；与硅原子相连的—ＣＨ３的反对称变形吸收峰在１　３８８ｃｍ－１处出现吸收峰；在１　７３６ｃｍ－１出现的尖锐强吸收峰为酯基中羰基的吸收峰；从图１中可以发现，在９２０～１　

０３０ｃｍ－１

以及１　６００～１　

７００ｃｍ－１

范围内并未出现

丙烯酸酯单体中乙烯基Ｃ　Ｃ的特征峰，

说明乙烯基单体完全参与聚合反应且无残留。该产物为所合成的硅－丙乳液。

图１　有机硅改性聚丙烯酸酯乳液红外光谱图

Ｆｉｇ．１　ＦＴＩＲ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｐｏｌｙａｃｒｙ

ｌａｔｅ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ２．２　乳化剂对有机硅改性聚丙烯酸酯乳液稳定性的影响本研究用反应型乳化剂Ｍ－１和Ｍ－２代替常规乳化

剂，在ＶＡ－０４４的用量为１　０００ｍｇ·ｋｇ－１

、ＨＰＡ的用量（质量分数，下同）为８％、活性物的用量为３０％、有机硅的含量为１０％、Ｖｉ－Ｄ４－Ｄ４的比例为４∶１、ｐＨ＝７固定的条件下，研究不同种类的乳化剂对乳液聚合体系稳定性的影响，

结果见表１。表１　乳化剂种类和用量对乳液稳定性的影响Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｒｆａｃｔａｎｔ　ｋｉｎｄｓ　ａｎｄ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆ　ｓｉｌｉｃｏｎｅ　ｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ乳化剂种类

ｍ／ｇζ／ｍＶ凝胶率／％Ｖ（Ｃａ２＋）／ｍＬ

０．２

－５２．４３　０．３０　１１．６Ｍ－１＆Ｍ－２

０．４－６４．１５　０．１７　２２．１０．６－６２．９８　０．１６　２６．５０．８

－５５．０６　０．２８　２１．７ＤＢＳＡ－Ｎａ　１．０－２８．２９　０．５４　２２．０＆ＯＰ－１０　

２．０

－３７．９５　

０．３６　

１３．２

　　由表１可知，

采用可反应型乳化剂制备的乳液聚合体系与传统乳化剂相比，具有更高的Ｚｅｔａ电位以及更低的凝胶率，

而钙离子稳定性相对于使用传统乳化剂的乳液体系有了更大的提高，以上结果说明在储存稳定性和聚合稳定性方面聚丙烯酸酯乳液体系较使用传统乳化剂的乳液体系都有很大的提升。相比于使用传统乳化剂的乳液体系，由反应型乳化剂所合成的乳液体系中的乳胶粒拥有更加均匀的大小分布和乳胶粒的更小的平均粒径。而由于上述现象，导致乳胶粒子的布朗运动更加剧烈，从而使乳胶粒子在重力作用下形成的沉降得到了有效地遏制，提高

了乳液体系的动力学稳定性［１２－１３］。另外，较传统乳化剂的

乳液体系，

使用可反应型乳化剂的体系乳化效果更为优异，乳胶粒可以更均匀稳定地分散在乳液聚合体系中，因而使得乳液体系抗电解质干扰能力更强，提高了乳液对钙

离子的稳定性［１４］

。另外，当可反应型乳化剂用量为

０．４４％～０．６６％时，乳液的稳定性表现较好。２．３　引发剂用量对乳液稳定性的影响

引发剂的选择和用量直接关系到乳液聚合的反应速率、

乳液聚合过程中的各项稳定性和生成乳液的质量。本研究中使用的主要引发剂为ＶＡ－０４４，辅助引发剂为ＫＰＳ和ＳＦＳ，将其作为复合引发剂同时引入到乳液聚合反应体系中。将ＶＡ－０４４与ＫＰＳ的质量比固定为１∶１，ＫＰＳ与ＳＦＳ的物质的量比固定为１∶１，同时固定乳化剂的用量为０．４４ｇ、有机硅的用量占比为１０％、ｐ

Ｈ＝７，其余药品用量同２．２节；然后研究引发剂ＶＡ－０４４的加入量对乳液聚合体系各项稳定性的影响。由表２可知，由主要引发剂为ＶＡ－０４４，辅助引发剂为ＫＰＳ和ＳＦＳ的复合引发剂体系引发的乳液聚合反应在凝胶率、Ｚｅｔａ电位值和离子稳定性方面相比于ＫＰＳ作为单引发剂的乳液体系均有较为优异的表现。当复合引发剂体系中ＶＡ－０４４用量的增大，乳液的Ｚｅｔａ电位值先呈现增大的趋势然后在用量为１　２００ｍｇ·

ｋｇ－１

以后逐渐减小，

与此同时，凝胶率随着引发剂用量的增大而呈现逐渐增大的趋势，而当ＶＡ－０４４用量达到１　０００ｍｇ

·ｋｇ－１

时，乳液的凝胶率、Ｚｅｔａ电位值和离子稳定性表现优异［

１５］

。表２　引发剂用量对乳液稳定性的影响

Ｔａｂｌｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｉｎｉｔｉａｔｏｒ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ

ｏｆ　ｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｐｏｌｙａｃｒｙ

ｌａｔｅ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ用量／（ｍｇ·ｋｇ

－１）ζ／ｍＶ凝胶率／％Ｖ（Ｃａ２＋）／ｍＬ

６００－３１．１３　６．２

８００－５５．７８　０．１２　１６．５１　０００－６５．９６　０．２６　２３．８１　２００－７３．２９　０．３２　３７．５１　４００－６２．１４　０．４６　２９．２２　

０００－２７．６３　

０．９６　

１９．６

２．４　改性有机硅用量对乳液稳定性的影响

固定可反应型乳化剂的用量为０．４４ｇ、引发剂ＶＡ－０４４的用量为１　０００ｍｇ·ｋｇ－１

、ｐ

Ｈ＝７，其余药品用量同２．２，

研究改性有机硅的加入量对乳液体系性能的。由表３可知，

用量逐渐增大的改性有机硅使聚丙烯酸酯乳液的Ｚｅｔａ电位逐渐降低且乳液的凝胶率呈现不断提高的趋势，

在改性有机硅的用量占比低于或等于１５％的条件下，乳液都具有比较优异的稳定性。而当硅－丙乳液中的有机硅用量占比在２０％及以上时，乳液体系的稳定性变差，并且生成的大量凝聚物使乳液聚合反应进行缓慢。主要原因是聚硅氧烷与聚丙烯酸酯相容性非常差，即使采用种子乳

液聚合的方法也会导致相分离现象的出现。且Ｃａ

２＋稳定性随有机硅用量增大而变差。

　增刊１有机硅改性聚丙烯酸酯乳液的合成及其稳定性　　李　杰：

５７

表３　有机硅用量对乳液稳定性的影响

Ｔａｂｌｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｒｇａｎｓｉｌｉｃｏｎ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ

ｏｆ　ｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｐｏｌｙａｃｒｙ

ｌａｔｅ　ｅｍｕｌｓｉｏｎ用量／

ζ

／凝胶率／Ｖ（Ｃａ

２＋）／（ｍｇ·ｋｇ

－１）ｍＶ％

ｍＬ０－８１．６７　５１．１

５－７４．５３　０．２６　３４．２１０－６２．１９　０．３１　２６．９１５－５９．７４　０．６７　２０．１２０－４１．１３　０．８７　１６．７２５

－１８．３７　

１．１６　

３．２

．５　ｐ

Ｈ值对乳液稳定性的影响合适的ｐＨ范围是硅－丙乳液聚合反应体系稳定的重

要因素，

否则会影响到体系的稳定性。固定乳化剂的用量为０．４４ｇ，ＶＡ－０４４的用量为１　０００ｍｇ·ｋｇ－１、

有机硅的用量占比为１０％、其余药品用量同２．２节，考察ｐＨ值变化对乳液聚合体系各项稳定性的影响。由表４可知，过大或者过小的乳液ｐＨ值会造成乳液聚合体系较差的聚合稳定性和储存稳定性，也同样会导致乳液的Ｚｅｔａ电位偏低以及凝胶率的增大，因此由表４可知硅－丙乳液聚合适宜的ｐＨ值范围为６～８。在过酸性或过碱性的ｐＨ环境中，

乳液体系均表现出较差的Ｃａ２＋

离子稳定性，主要是由于在酸性的环境中存在大量的氢离子，

而乳液中存在的大量氢离子等同于向乳液中加入了大量的电解质，这将会使乳液体系发生紊乱，导致乳液体系不稳定，从而使得乳液的

稳定性下降；而在碱性环境中，氢氧根离子与Ｃａ

２＋的结合生成的Ｃａ（ＯＨ）２溶解度很小，在乳液中不稳定，也会扰乱乳胶体系的稳定，进而影响乳液体系的稳定性。

表４　ｐＨ值对乳液稳定性的影响

Ｔａｂｌｅ　４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐ

Ｈ　ｏｎ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙｙｏｆ　ｓｉｌｉｃｏｎｅｍｏｄｉｆｉｅｄ　ｐｏｌｙａｃｒｙ

ｌａｔｅ　ｅｍｕｌｓｉｏｎｐＨζ／ｍＶ凝胶率／％Ｖ（Ｃａ２＋）／ｍＬ

２－１３．２１　１．１７　２．７４－３２．８９　０．６８　１１．９６－５６．５７　０．４７　１５．２７－６７．７１　０．２２　２２．８８－５１．８２　０．３７　１７．６１０

－２１．０９　

０．６１　

８．９

　结　论

本研究采用种子乳液聚合法合成有机硅改性聚丙烯酸酯乳液，研究了不同种类的乳化剂、引发剂含量、有机硅

用量和ｐＨ对乳液稳定性的影响。由以上分析得出结论：采用可反应型乳化剂制备的乳液在储存稳定性和聚合稳定性等方面要明显优于用传统乳化剂制备的乳液，因此，可反应型乳化剂的适宜用量占比为０．４４％～０．６６％；由ＶＡ－０４４等复合引发剂引发的聚合体系在贮存和聚合稳定性等方面更为优越，在乳液聚合过程中，随着ＶＡ－０４４用量的逐渐增大，乳液聚合体系的Ｚｅｔａ电位先增大后减小，

凝胶率不断增加，且聚丙烯酸酯乳液的Ｃａ

２＋

离子稳定性先增大后减小，因此ＶＡ－０４４引发剂用量为１　０００ｍｇ·

ｋｇ－１

最合适；

随着有机硅用量占比的逐渐增大，乳液体系的Ｚｅｔａ电位不断降低，乳液的凝胶率逐渐提高，而硅－丙乳液体系在有机硅用量占比不高于１５％的条件下，都具有比较优异的乳液稳定性；硅－丙乳液体系在ｐＨ为６～８时，乳液聚合体系的稳定性最好。

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］陈丽琼，刘杰．反应性乳化剂对有机硅—丙烯酸酯乳液共聚合的影响［Ｊ］．应用化学，２００３，２０：２８４－２８６．［１５

］侯晓妮，尹光福，谢克难．丙烯酸酯乳液聚合稳定性的研究［Ｊ］．化工时刊，２００５，１９（２）：４－７．（责任编辑　孙丽莉）

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