环保型聚合物乳液

1. 环保型聚合物乳液

生产聚合物乳液的实施方法主要有四种，即本体聚合、溶液聚合悬浮聚合及乳液 聚合。所谓本体聚合是单体本身或单体再加人少量引发剂(或催化剂)的聚合过程，溶 液聚合是在单体和引发于某种溶剂所构成的溶液中所进行的聚合过程;悬浮聚合是在 悬浮于水中的单体珠滴中的聚合过程，体系主要由单体、水、溶于单体的引发剂及分 散介质四种基本组分组成。

乳液聚合则是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合过程，体 系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成。用水或其他液体作 介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由 基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。

目前世界上有很多人从事乳液聚合的研究，每年都涌现出大量关于乳液聚合的论 文。尽管其理论还很不成熟，很多问题仍在争论之中，但是乳被聚合的理论和实践都 在不断地探化，确定关于乳被聚合的正确机理、建立起合理的经得起实践反复考验的 乳液聚合合数学模型，实现乳液案合工业反皮器的最佳设计与合理放大以及开发出更 多高质量的聚合物乳液及乳液聚合物新产品等等，是摆在这个领域里的工作者面前的 重要课题。

2. 乳液聚合的特点

在自由基聚合反应的四种实施方法中，乳液聚合和本体聚合、溶液聚合及悬浮聚 合相比有其可贵的、独特的优点。

烯类单体聚合反应放热量很大，反应热的排除是一个关键性的问题。它不仅关系 到操作控制的稳定性和能否安全生产，而且严重地影响着产品的质量。反应后期黏度 急剧增大，散热问题就成了难以克服的困难，散热不良必然会造成局部过热，使分子 量分布变宽，还会引起支化和交联，使产品质量变坏，严重时会引起暴聚，使产品报 废，甚至发生事故。

但是，对乳液聚合过程来说，聚合反应发生在分散于水相内的乳胶粒中，尽管在 乳胶粒内部黏度很高，但由于连续相是水，使得整个体系黏度并不高，并且在反应过 程中体系的黏度变化也不大。由内向外传热就很容易，不会出现局部过热，更不会暴 聚。同时低黏度体系容易搅拌，便于管道输送:容易实现连续化操作。

另外，大多数乳液聚合过程都以水作介质，避免了采用昂贵的溶剂以及回收溶剂 的麻烦，同时减少了引起火灾和环境污染的可能性。

3. 乳液聚合的原理

I. 当引发剂加入到体系中分散出自由基。自由基扩散进单体珠滴中，引发聚合，生成 大分子链，乳化剂胶束就变成一个被单体溶胀成核的聚合物乳液胶体颗粒，即乳胶粒。 随着聚合反应进行，单体逐渐被消耗，乳胶粒、水相和单体珠滴之间建立起了动态平 衡。随着单体逐渐被消耗，所以平衡不断沿单体珠滴一水相一乳胶粒方向移动。

II. 随着乳胶粒逐渐长大，其表面积增大，需要从水相吸附更多的乳化剂分子，覆盖在 新生成的表面上。单体不断被消耗，单体的平衡不断沿单体珠滴一水相一乳胶粒方向 移动，致使单体珠滴中的单体逐渐减少，直至单体消失。

III. 在阶段Ⅲ中胶束，单体逐渐被消耗，反应速率逐渐降低至聚合物乳液形成。