種子聚合是指在乳液聚合體系中加入一定量上次聚合所得到的乳液，為了保持膠乳的穩定性，還須另加一些乳化劑。種子聚合的目的是為了增大M/P乳膠粒子的粒徑。
基本介紹
- 中文名：種子聚合
- 保持：膠乳的穩定性
- 類型：核殼型乳液的典型製備方法
- 過程：易產生新膠粒
簡介,種子聚合的特點,
簡介
種子乳液聚合法是核殼型乳液的典型製備方法,形成的高聚物一般是均聚物或共聚物,所以製備方法和通常的乳液聚合工藝基本相同 。根據殼層單體的加入方式,可以分為間歇法、溶脹法、半連續法、連續法。間歇法是按配方一次性將種子乳液、水、引發劑、乳化劑、殼層單體加入到反應器中,升溫至反應溫度進行聚合。溶脹法是將殼層單體加入到種子乳液中,在一定溫度下溶脹一段時間,然後再升溫至反應溫度後加入引發劑進行聚合。
種子乳液聚合過程中易產生新膠粒,不利於乳液的穩定及最後的性能。為了避免新膠粒的產生,可以採用如下三種方法:
1 進行膠粒增長反應實驗,嚴格控制反應體系的加料速度,維持聚合體系的單體轉化率始終處於較高水平,使聚合體系處於“飢餓”狀態;
2 在合成時儘量少用乳化劑,第一步的膠粒增長反應過程中可採用無皂乳液聚合;
3 採用加入油溶性引發劑的方法予以避免。
種子聚合的特點
種子乳液聚合法因具有乳液穩定性更好、粒徑分布窄、易控制等優點,在乳膠粒子設計及製備各種功能性膠乳方面具有重要作用,是製備高固含量乳液及具有核殼結構乳液的最常見最簡便的方法。與當代的聚合工藝相比 , 外加種子法生產的乳液具有以下特點。
1穩定性更好
乳液的穩定性主要取決於乳膠粒表面吸附的表面活性劑和親水基團。由於細粒子的比表面積大 , 吸附的表面活性劑要高於大粒子 , 因此 , 如果乳液的粒徑分布寬 , 當乳化劑量一定時 , 大粒徑乳液往往由於吸附的表面活性劑少 , 再加上質量大 , 很容易失穩。事實上 , 在不增加乳化劑用量下 , 用種子法生產的乳液的機械穩定性和化學穩定性明顯好於其他方法, 這對乳液的使用很有用。
2 粒徑分布窄
乳液的粒徑分布窄 , 有利於改善聚合物乳液的成膜性。乳液的成膜主要靠毛細管力 , 乳液一開始成膜就失去流動性 , 由於細乳液的毛細管力大 , 就容易成膜 , 這樣粒徑分布寬的乳液由於成膜時間的差異 , 造成流平性和其他性能的下降 。另外 , 乳液粒徑和粒徑分布的變化影響乳液的黏度 , 故用種子法可以人為控制乳液的流變性。在生產乳膠漆時大量使用締合型增稠劑, 其增稠效果與乳液的粒徑和分布又有密切關係。因此 , 乳液的流變性進一步影響乳膠漆的流變性 , 表現為貯存穩定性、開罐效果、施工性能、流平性等均受影響。
3 粒徑易控
乳液的粒徑也是乳液的重要指標。較小的乳膠粒子 (0 .2 μ m) 在乳膠塗料中比大的粒子容易運動得多 , 而且當較小的乳膠粒子在顏料粒子之間固著時 , 粒子對粒子可靠得更緊。由於更接近於連續介質 ( 溶劑型塗料 ) , 它們相應地具有更強的能力滲透至顏料粒子的間隙 , 這樣粘接力和臨界顏料體積濃度 (CPVC) 均提高了。但對於建築乳液 , 粒徑在 0 .1 ～ 0.2 μ m 已算細了 , 因為乳液越細 , 所需乳化劑就多 , 配成的乳膠漆流平性差 , 施工時曳力也大; 另外 , 過細的乳液 ( < 0. 1 1 μ m) 往往有強滲透性 , 導致塗膜中的乳膠下降。強滲透性對於附著於粉化或鏽蝕表面的塗料是必要的 , 但對於施工底漆或中間塗層上的有光漆或磁漆 , 若要求表現均勻一致的光澤時 , 則需要弱滲透性 ; 為了保證施工後平光漆的色澤一致性也需要良好的不滲透性 。採用外加種子法 , 只要控制加入的種子量 , 就能任意調節粒徑大小。
種子乳液用量通常只有乳液成品的 1% , 因此本質上對乳液膜的性能不產生影響 , 這有別於當代流行的核殼乳液聚合中核對乳液膜性能的影響。換句話說 , 外加種子法對苯丙、純丙、矽丙、丁苯等乳液聚合均適用。
