高固含量聚丙烯酸酯乳液制备过程稳定性研究[开题报告].doc

1、毕业论文 开题报告 环境工程 高固含量聚丙烯酸酯乳液制备过程稳定性研究 一、选题的背景、意义 聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜 ,粘合牢固 ,不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好，但抗拉强度不高。可做高级装饰 涂料。 乳胶粒的大小和分布是影响聚合物乳液性能的重要指标。纳米级粒子乳液即微乳液成膜性能好，可在保证成膜性能的同时赋予其较高的硬度；形成的胶膜致密、光洁爽滑，光泽好、透明度高。因而在追求原色的木器涂料市场具有广泛的应用前景。常规微乳液聚合体系，比较突出的问题是乳化剂用量大、单体含量低。乳化剂含量太高则胶膜耐 水性低，而固含量太低又使得乳胶膜的丰满度不能满足要求，因而限制了微乳液聚合在

2、涂料工业上的应用。用微乳液聚合制备水性涂料基料均少有报道。 涂层在织物表面涂布上一层具有高附着力的高分子膜从而改善织物的外观，使织物具有光泽，风格化等；使产品具有多功能性，如防水、防风、防辐射等。在高品位的涂层织物中关键是涂层剂，经整理后的织物可提高附加值 20%以上。丙烯酸酯类涂层胶是常用的织物涂层胶粘剂，由丙烯酸酯共聚或经丙烯酸酯与乙烯基单体共聚而成，其工艺简单，原料来源丰富。含固量为 40%的丙烯酸酯涂层剂抗水压和透气性好，已广泛 用于涤棉风衣、涤棉、尼龙滑雪衫面料等的涂层整理，在添加阻燃剂后具有阻燃效果。所以研究高固含量聚丙烯酸酯织物涂层剂具有重要的意义。 二、相关研究的最新成果及动态

3、 2.1 聚丙烯酸酯的特点 丙烯酸酯乳液由丙烯酸酯类单体与功能单体共聚而成。其成膜具有良好的耐候性和保光性。广泛的应用于涂料、防治整理、纸加工处理、皮革整饰以及胶粘剂等领域。 高固含量丙烯酸酯乳液的制备工艺及稳定性一直是备受专业人员关注的问题。固含量的不断提高对乳液体系的稳定性会产生很大的影响，从而是的高固含量丙烯酸酯乳液的制备成为棘手的问题。 1 2.2 聚丙烯酸酯乳液的进展 目前，国内外可以作织物涂层剂的聚合物一般有聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚硅酮弹性体、聚氯乙烯以及橡胶类等。聚氨酯和硅酮弹性体所制成的织物涂层剂性能优良、但成本较高，且聚氨酯与聚氯乙烯一样，耐候性较差、易泛黄；而聚丙烯酸酯是饱和

4、化合物，故其热稳定性、光化学稳定性、抗氧化性质均优良，且其具有成本低、透明度高、成膜性好、同织物结合力强等优点，是当前国内外均大量使用的一种涂层剂。用聚丙烯酸酯涂层剂在织物上进行涂层，可形成紧密、连续的大分子网状结构胶膜，其成品手感柔软、耐候性好、强度高，具有良好的放水 、防绒性能，可作为雨具、防寒服、风衣、枪套、炮衣、窗布、帐篷等用料。 聚丙烯酸酯对许多织物有着优良的附着力，皮膜强度也大，但是不同种类的聚丙烯酸酯其玻璃化温度及皮膜性质差别很大，因此为了得到合乎要求的皮膜，通常将几种单体进行共聚。 自从 1927 年德国 Rohm and Hass 公司确立了丙烯酸酯的工业制法以来，聚丙烯酸酯

5、织物涂层剂迅猛发展。以甲苯为溶剂的溶剂型聚丙烯酸酯涂层剂以及其成膜性好（在常温下溶剂挥发即可成膜），膜致密性好、表面滑爽、光洁透明曾一度受到人们的青睐。但是由于溶剂型丙烯酸酯涂层剂含 80%左右 的甲苯溶剂，在制造和应用中污染环境，并易引起爆炸、燃烧。随着人们对环境问题的日益关注，限制了它的使用，而促使了以水为介质的水乳型丙烯酸酯乳液涂层剂的发展，特别是在反应性型、核 -壳结构、互穿聚合物网络、超微乳液方面的研究和开发越来越受到人们的重视。 自交联、核 -壳结构和粒子超微化虽能满足涂膜性能的某一要求，但各自都会有一定的局限性。随着人们对织物涂膜性能要求的提高，各种技术方法的交叉势在必行，例如发

6、展具有自交联的核 -壳结构或具有自交联的超微粒子聚丙烯酸酯乳液。此外，自乳化乳液聚合代替常规乳液聚合也是一发展的方 向。 2.3 聚丙烯酸酯乳液的合成 将装有搅拌器、温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗的四口反应瓶置于恒温水浴中，加入乳化剂、水、 10%单体，搅拌升温至 80，再加 10%的引发剂，待自升温后再滴加单体、引发剂，反应温度 80，单体滴加时间 4.5 h，保温时间 1 h，停止加热，搅拌冷却，便得丙烯酸酯共聚物乳液。 2 三、课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、难点及预期达到的目标 1、研究内容 1、高固含量聚丙烯酸酯织物涂层剂的合成 2、 确定影响高固含量聚丙烯酸酯乳液稳

7、定性的条件：如乳液单体的配比、聚合 反应温度、反应时间、乳化剂用量、引发剂用量、 pH值、搅拌速度及加料方式等。 2、研究方法 通过 AA/BA/MMA/NMA乳液聚合，合成高固含量聚丙烯酸酯织物涂层剂。 3.3 研究难点 高固含量乳液因其不含有机溶剂、干燥成膜迅速等特点已成为当今研究的热点之一，对于单分散、表面无水合层的聚合物乳液，粒子最密填充时聚合物相的体积分数可占 74%。若乳液固含量超过 60%时其粘度急剧增加，由于自加速现象，聚合成功是极困难的。增大乳液粒径，加宽粒径分布是获得高固含量、低粘度乳液最有效的途径。四种单体配比的量要严格控制好，同 时对于单体加入的速度也要掌握好。 3.4

8、 预期目标 本项目通过 AA/BA/MMA/NMA 乳液聚合，合成高固含量聚丙烯酸酯织物涂层剂。并研究影响高固含量聚丙烯酸酯乳液稳定性的一系列因素：如聚合反应温度、反应时间、乳化剂用量、引发剂用量、 pH 值、 及加料方式等。 四、论文详细工作进度和安排 第一周第二周 查阅资料完成开题报告。 第三周 准备好所需仪器、试剂，完成开题答辩。 第四周第十一周 毕业论文合成实验工作 。 第十二周第十五周 分析测试工作 。 第十六周 撰写论文 。 3 五、主要参考文献 1 姜 靖海 .丙烯酸酯乳液聚合研究进展 .化学工程与装备， 2010.4:101-102. 2 刘德峥 .黄艳芹，聚丙烯酸酯织物涂层剂

9、的合成与性能廖荣助刃吵 200l， 18， (3)，25 27 3 施冠成 .华载文，织物涂层用聚丙烯酸酯乳液的新进展 .中国纺织大学学报 ,1997.10 4 Albert C Chang. US 4 418 183， 1983 5李学军高固含量苯乙烯丙烯酸酯微乳液聚合的研究 J精细与专用化学品， 2004，12(9)： 9 15 6 姚志光 .高固含量低粘度丙烯酸酯乳液合 成的研究 .内蒙古石油化工， 2009年第 19期：23-24 7 艾照全 .高固含量低粘度 P(MMA/BA/AA)乳液的制备及性能研究 .高分子学报， 2005.10：754-759. 8 胡金生等 .乳液聚合 .北

10、京 :化学工业出版社， 1992，（ 6）； 399 9MING W JONES F N ， FU S Synthesis 0f Nansize Poly (Methyl Methacrylate)Microemulsion PolymerizationJ Polym Bull(Berlin)， 1998， (4Q)： 749 756 10 XUXIANGLING， GEXIJEMU， Y11wADONG， et a1 Seeded Microemulsion Polymreization Butyl Acrylate Polym Sci(Part A)J Polym Chem， 1998， (36)： 26 31 11李维盈凌爱莲桑鸿勋 .丙烯酸酯乳液影响因素的研究 J 北京工业大学学报，2002 28(2)： 49-54 12瞿金清，张心亚，沈惠芳，等高固含量丙烯酸酯微乳液及其制备方法和应用： CN， 1钙 8253AP 2003 08 27