5.2 乳液聚合(Emulsion Polymerization)



1.乳化剂种类
乳化剂按极性基团的性质可分为
u阴离子型(anionic):极性基团是阴离子;如脂肪酸钠、十二烷基硫酸钠、烷基磺酸钠、松香皂等
u 阳离子型(cationic):极性基团是阳离子;如胺盐,乳化能力弱
u 两性型(amphiprotic):极性基团兼有阴、阳离子基团,如氨基酸盐;
u 非离子型(non-ionic):溶于水中,不能离解成阴、阳离子,如环氧乙烷聚合物,PVA等。
乳化剂有一个很重要的参数,即亲水亲油平衡值,即HLB(Hydrophile Lipophile Balance)。HLB可以衡量乳化剂亲水基、亲油基对其性质的贡献,HLB值越大,亲水性越大。乳液聚合用的乳化剂一般属于O/W型;HLB值:8-18。 
2.乳化剂在水中的溶解
当乳化剂浓度很低时,以分子状态溶于水中;浓度达到一定值后,乳化剂分子开始形成聚集体,(约50-150个分子),称为胶束(micelle) 。
3.聚合场所(Site of Polymerization)


单体、乳化剂和引发剂存在的地点 
引发剂溶于水,分解产生自由基,那在何种场合引发聚合?
绝大部分的聚合反应发生在胶束内,因为单体液滴内虽然有大量单体,但是由于引发剂是水溶性的,单体液滴内无引发剂,自由基不能扩散进入单体液滴引发聚合;且单体液滴体积大,比表面积小,在全部颗粒中所占比例小。胶束是油溶性单体与初级自由基(含短链自由基) 相遇的场所。水相中的引发剂分解产生自由基扩散进入胶束内,引发胶束中溶有的单体进行聚合。胶束内[M]很高,相当于本体单体浓度;且比表面积大,提供了自由基扩散进入引发聚合的条件。
4.聚合过程(Process of Polymerization)
乳液聚合根据乳胶粒的数目、单体液滴是否存在,分为三阶段:增速期、恒速期和降速期。


5.乳液聚合动力学(Kinetics of Polymerization)
如何聚合反应的聚合速率主要针对恒速期开展研究。




