種子乳液聚合方法制備聚苯乙烯_聚硅氧烷核殼粒子 (1)

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1、功能高分子學(xué)報(bào)Vo】.8,NoZ128.Jour1ofFutiolPolJun1995他ncna’一種子乳液聚合方法制備聚苯乙烯聚硅氧烷核殼粒子**白如科王鳴哲何衛(wèi)東潘才元(中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)材料科學(xué)與工程系,合肥230026)摘要采用種子乳液聚合的方法,制備、,以聚苯乙烯為殼聚有機(jī)硅氧烷為核的彈性粒子探討了加料和引發(fā)方式對(duì)粒子的結(jié)構(gòu)及形貌的影響,并對(duì)苯乙烯種子乳液聚合的機(jī)理進(jìn)行了初步的討論。關(guān)鍵詞:核殼粒子,聚有機(jī)硅氧烷,聚苯,乙烯種子乳液聚合,,六十年代首先由Huges等用種子乳液聚合的方法制備了以聚苯乙烯(PS)為殼以,聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)為核的乳膠粒子〔’〕而這

2、二課題引起研究工作者興趣并進(jìn)行大量研究還是近十幾年的事。其發(fā)展相當(dāng)迅速,不僅種子乳液聚合的理論有了很大的發(fā),。,展而且應(yīng)用范圍越來(lái)越擴(kuò)大如以一定比例的液晶高分子和PET的混合物為核以,。PET為殼的粒子進(jìn)行熔融紡絲可以制備低體積收縮和高楊氏模量的復(fù)合纖維〔2〕利用,粒子的核殼中不同組份對(duì)pH值的敏感性不同制備的微?？捎米魍苛系挠袡C(jī)遮。,?！病场?’〕〔“〕光劑核殼粒子還可作塑料的添加刑和增塑劑研究得比較系統(tǒng)和深人的是,〔,8,、,9〕、PMMA/PS體系探討了組份的親水性’引發(fā)劑的種類〔’加料、、、、〔,。一,,〕〔”〕(9〕盯”〕〔’‘〕方式溫度粘度反應(yīng)時(shí)間乳化劑種類和單

3、體的滴加速、?！病倍鹊纫蛩貙?duì)乳膠粒子的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能的影響至今尚未發(fā)現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道用種子乳液聚合的方法制備以硅橡膠為核斌不同烯類聚合物為殼的乳膠粒子。而硅橡膠具有很好的耐熱性、,。電絕緣性和彈性是改性熱固性樹(shù)脂如環(huán)氧樹(shù)脂的良好添加劑為此我們研究了硅橡膠,。的乳液聚合進(jìn)而研究苯乙烯在該乳液中的聚合反應(yīng)1實(shí)驗(yàn)部分1.1試劑,試劑X一2一164C和X一21巧737的結(jié)構(gòu)式分別如式L和式且所示日本信越公司生產(chǎn),未經(jīng)純化直接使用。硅氫加成的催化劑按文獻(xiàn)【16]所述的方法制備,苯乙烯在使用前經(jīng)蒸餾除去阻聚劑。*:收稿日期194刁2一28**通訊聯(lián)系人種子乳液聚合方法制備聚苯乙烯一聚硅氧烷

4、核殼粒子129盡H3食沙沙兮(;’‘一一一‘’一一cB,CoC,H“斗‘0‘“3H“oCcH,CH3+去“‘?dāng)鄛于壇號(hào)}畔呀CH3CH3CH3CH3CH3CH3=60E·q=118(I)戈q=2400(1)石LZ硅橡膠乳液的制備1.0.2,70ro乳化劑的,將69且和56491混合均勻倒人溶有6.39卜404mL水中高速攪拌使硅油初蘿峨‘化然后倒人勻漿泵中,在40MPa下循環(huán)兩次即可得穩(wěn)定的乳液。將0.3mL硅氫加成的催化劑加人含109。在攪拌下于500℃反應(yīng)硅油的乳液中℃一,。6h即得含交聯(lián)硅橡膠粒子的乳液L3種子乳液聚合1.3.1引發(fā)劑分解法,根據(jù)單體的加料方式分別敘述如

5、下:...,1311溶脹法將70mL硅橡膠乳液加到錐形瓶中邊攪拌邊滴加10mL苯乙烯。滴,,.加完畢后繼續(xù)攪拌Zh在室溫下放置48h后全部轉(zhuǎn)移到恒壓滴液漏斗內(nèi)。將019過(guò)硫,,酸鉀和0.079亞硫酸氫鈉溶于盛有10OmL蒸餾水的三口瓶里升溫至60℃在攪拌和氮,氣保護(hù)下約lh內(nèi)將乳液全部滴人反應(yīng)瓶然后保溫反應(yīng)12ho..,:。1312間歇法除加人苯乙烯后不在室溫放置48h外其余操作與溶脹法相同1.3.1.3連續(xù)加料法將硅橡膠乳液和引發(fā)劑水溶液加到三口瓶中,通氮?dú)鈹嚢?待內(nèi)溫,,。升至60℃時(shí)滴加所需量的單體加完后保溫12h,,,,1將按上述三種反應(yīng)方法制備的乳液破乳抽濾干燥所得

6、樣品依次編號(hào)為5,。55255313.2“0C。輻照引發(fā)按間歇法將苯乙烯加人到乳液中,通氮?dú)?巧min以除去反應(yīng)液中..。,,,的氧然后用60co輻照引發(fā)劑量率為358IGy/min劑量為120萬(wàn)Gy經(jīng)破乳干燥后得554膠粒。L4樣品分析1.4.1X55:粒子用甲醇抽提24h,再在60,PS分析將℃的真空烘箱中干燥兩天然后在ESCALABMKl型x射線表面能譜分析儀上測(cè)試。1.4.2TEM分析將待分析的乳液用蒸餾水稀釋至50Pm,用超聲分散儀分散12h,取2。,HitachiH一滴此乳液滴于0目的銅網(wǎng)上紅外燈下干燥后在一800型透射電鏡上測(cè)試1.4.3紅外光譜分析將破乳后得到

7、的粒子用甲苯抽提12h,真空于燥,然后與KBr混研,azu一。壓片在Shimd400紅外光譜儀上測(cè)試14.4用稱重法測(cè)定硅橡膠在苯乙烯中的溶脹度130白如科王鳴哲何衛(wèi)東潘才元2結(jié)果與討論苯乙烯溶脹硅橡膠粒子的實(shí)驗(yàn)表明,在60℃,24h,每克硅橡膠可以吸收0.9519苯,。,乙烯體積膨脹至原來(lái)的2.8倍為了比較苯乙烯的加料方式對(duì)種子乳液聚合的影響我們采,用水溶性過(guò)硫酸鉀作引發(fā)劑將苯乙烯充分溶脹或沒(méi)有溶脹的硅橡膠乳液滴加到含有引發(fā)劑的水溶液中,或者在反應(yīng)溫度下將苯乙烯連續(xù)滴加到含過(guò)硫酸鉀的硅橡膠乳液中,,,