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改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液的合成研究

作　者: 樊淑丽
导　师: 邓爱民
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 阳离子乳液聚合环氧树脂有机硅树脂涂膜性能
分类号: TQ316.334
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

阳离子丙烯酸酯共聚物乳液在金属表面处理、造纸工业、污水处理及涂料染色方面应用广泛，但其胶膜在耐水性、耐酸碱性和机械性能方面存在不足，限制了其使用领域的拓展及进一步的应用。本论文要通过添加改性物质来改善阳离子丙烯酸酯共聚物乳液在性能方面的不足。首先采用乳液聚合技术制备了性能优异的阳离子丙烯酸酯共聚物乳液，并系统地研究了聚合工艺、乳化剂种类和配比及用量、引发剂种类及其用量、功能性单体种类、硬单体种类及软硬单体配比的变化对乳液性质的影响；探讨了阳离子聚合物乳液的稳定性、粘度、单体转化率、最低成膜温度、涂膜的吸水率及涂膜的机械性能等性能。结果表明：当Tg=25℃（甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、NMAM的质量分数为59.75%、37.34%、2.91%）时，乳液的吸水率1.39%，收率99.65%，粘度15.57s，最低成膜温度52℃，附着力1级，冲击强度50kg．cm-1，柔韧性1级，耐水性和稳定性都较好。其次选定环氧树脂和有机硅树脂为改性物质，制备了改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液。结果表明：当环氧树脂的加入量为15%时，乳液的固含量为35%、加入固化剂后得到的乳液吸水率7.98%，收率93.4%，粘度23.18s，交联度74.96%，最低成膜温度20℃，附着力1级，冲击强度50kg.cm-1，硬度0.77，具有优良的稳定性。最后在环氧树脂为改性物的条件下，采用微乳液聚合方法和细乳液聚合方法两种聚合工艺，制备了改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液。结果表明：采用微乳液聚合工艺所得的阳离子丙烯酸酯共聚物乳液在吸水率、稳定性和硬度方面都具有较好性能。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-24
  1.1 阳离子聚合物乳液的发展历程  12-13
  1.2 阳离子聚合物乳液的特点及应用  13-15
    1.2.1 阳离子聚合物乳液的特点  13
    1.2.2 阳离子聚合物乳液的应用  13-15
  1.3 阳离子聚合物乳液的制备方法  15-18
    1.3.1 常规乳液聚合法  15
    1.3.2 无皂乳液聚合法  15-16
    1.3.3 微乳液聚合法  16
    1.3.4 细乳液聚合法  16
    1.3.5 种子乳液聚合法  16-17
    1.3.6 反相乳液聚合法  17
    1.3.7 分散聚合法  17-18
  1.4 阳离子聚合物乳液的改性  18-21
    1.4.1 环氧树脂对共聚物乳液的改性  18-19
    1.4.2 有机硅对共聚物乳液的改性  19-21
  1.5 阳离子聚合物乳液的研究进展与发展趋势  21-22
  1.6 本研究课题的研究目的、内容和研究方案  22-24
    1.6.1 研究目的  22
    1.6.2 研究内容  22
    1.6.3 研究方案  22-24
第2章实验材料及性能检测方法  24-31
  2.1 实验仪器及设备  24-25
  2.2 实验原料  25-26
  2.3 共聚物乳液的制备方法和性能检测  26-31
    2.3.1 制备方法  26-27
    2.3.2 性能检测  27-31
第3章阳离子丙烯酸酯共聚物乳液合成的实验结果分析  31-43
  3.1 结果分析与讨论  31-41
    3.1.1 引发剂对乳液性能的影响  31-33
    3.1.2 乳化剂对乳液性能的影响  33-36
    3.1.3 聚合方法对性能的影响  36-37
    3.1.4 单体种类对乳液性能的影响  37-40
    3.1.5 阳离子丙烯酸酯乳液的 FT-IR 表征与分析  40-41
  3.2 小结  41-43
第4章环氧树脂改性阳离子丙烯酸酯共聚物微乳液的实验结果分析  43-54
  4.1 结果分析与讨论  43-52
    4.1.1 功能性单体对乳液性能的影响  43-44
    4.1.2 E-51 加入量对乳液性能的影响  44-46
    4.1.3 玻璃化温度（Tg）对乳液性能的影响  46-47
    4.1.4 固含量对乳液性能的影响  47-48
    4.1.5 固化剂的加入量对乳液性能的影响  48-50
    4.1.6 交联反应与开环反应的机理研究  50-51
    4.1.7 环氧树脂改性阳离子微乳液的 FT-IR 表征与分析  51-52
  4.2 小结  52-54
第5章有机硅改性阳离子丙烯酸酯共聚物微乳液的实验结果分析  54-62
  5.1 结果讨论与分析  54-60
    5.1.1 有机硅含量对乳液性能的影响  54-56
    5.1.2 有机硅种类对乳液性能的影响  56-57
    5.1.3 玻璃化温度（Tg）对乳液性能的影响  57-58
    5.1.4 固含量对乳液性能的影响  58-59
    5.1.5 有机硅改性阳离子微乳液的 FT-IR 表征与分析  59-60
  5.2 小结  60-62
第6章环氧树脂改性阳离子丙烯酸酯共聚物细乳液的实验结果分析  62-70
  6.1 结果讨论与分析  62-68
    6.1.1 过氧化二苯甲酰（BPO）的加入量对乳液性能的影响  62-64
    6.1.2 聚合温度对乳液性能的影响  64-65
    6.1.3 聚合时间对乳液性能的影响  65
    6.1.4 固化剂的加入量对乳液性能的影响  65-66
    6.1.5 环氧树脂接枝反应和开环反应机理  66-67
    6.1.6 环氧树脂改性阳离子细乳液的 FT-IR 表征与分析  67-68
  6.2 小结  68-70
结论  70-71
参考文献  71-75
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  75-76
致谢  76-77

改性阳离子丙烯酸酯共聚物乳液的合成研究

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