丙烯酸酯核壳乳液成膜机理及涂膜性能的研究
核壳乳胶粒的核壳结构可赋予乳液涂膜优异的使用性能，然而相对于常规乳液，核壳乳液由于其特殊的粒子结构使其成膜过程更为复杂，而且核壳乳液的成膜受诸如聚合单体、核壳比、形态等多种因素的影响。本文以全丙乳液、苯丙乳液为研究对象，考察了丙烯酸酯核壳乳液的成膜过程及其影响因素，剖析了乳胶粒的结构形态对成膜过程及涂膜性能的影响。
在饥饿态下采用两阶段的半连续种子乳液聚合法制备了PMMA/PBA及P（St-co-BA）/P（MMA-BA）核壳乳液，利用TEM表征证实所制备的乳液聚合物粒子具有理想的核壳结构。通过重量分析法建立核壳乳液的干燥速率曲线，发现乳液的固含量、成膜助剂用量及核壳比对乳液的干燥速率均有不同程度的影响。
利用TEM和AFM分析了丙烯酸酯常规乳液和核壳乳液的成膜过程及涂膜形貌，探讨了乳胶粒子的结构形态、核壳比对涂膜形貌及性能的影响。实验发现核壳乳液的成膜和常规乳液有相似的规律，核壳乳液在干燥成膜的后期壳层受力变形，而核层形态保持不变；核壳比小于2/3的时候乳胶粒之间能够充分变形融合形成平坦的涂膜，核壳比越小，乳液的成膜性越好；同时发现相比于共混乳液，核壳乳液更容易得到海岛结构的致密涂膜，涂膜性能更为优越。
为了研究成膜助剂的助成膜性能做了一系列的实验，发现成膜助剂的分配系数越小，其助成膜性能越好，同时与乳液聚合物相容性越好的成膜助剂，越倾向于破坏乳液的稳定性，并发现通过预乳化方式加入成膜助剂对乳液稳定性的影响最小。通过Goh模型计算，发现随着成膜助剂用量的增加，成膜过程中乳液聚合物的扩散系数增大，说明成膜助剂促进了乳胶粒子间聚合物分子链段的扩散，随着成膜助剂用量的增加，乳液更容易形成致密涂膜，使得涂膜的透光率增大，吸水率减小，而过量的成膜助剂残留在涂膜中未及时散去，会降低涂膜的透光率并使得涂膜吸水率变大。
成膜机理;涂膜性能;核壳乳胶粒;丙烯酸酯;核壳乳液;乳液聚合法;成膜助剂
北京化工大学
硕士
材料学
何立凡
2009
中文
TB383;TQ316.334
50
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）