乳液聚合生产工艺及设备.ppt

6.3 乳液聚合物料体系及其影响因素 3、乳化剂在乳液聚合中副作用 乳化剂一般为亲水性小分子化合物，残留在乳液中使胶膜出现孔隙而不完整，因而造成耐水性、耐污性和光泽差。乳化剂易迁移和吸附在界面而影响涂膜的附着力和光泽，乳化剂有起泡性，因而制成的产品易产生泡沫。 第三十页，共六十一页，2022年，8月28日 无皂乳液聚合 无皂乳液聚合 指不加乳化剂或加入微量乳化剂的乳液聚合过程。 反应性乳化剂 采用水溶性单体共聚 ?采用反应性表面活性剂 采用大分子乳化剂 可聚合乳化剂(Surfmers) 表面活性引发剂 表面活性链转移剂 第三十一页，共六十一页，2022年，8月28日 6.3 乳液聚合物料体系及其影响因素 引发剂 根据生成自由基的机理可将用于乳液聚合的引发剂分为二大类： 热分解引发剂； 氧化还原引发剂体系（低温乳液聚合）； 热分解引发剂包括无机的和有机的过氧化物，水溶性较好的一般为无机过氧化物。如过硫酸钾K2S2O8和过硫酸铵（NH4）2S2O8。 用的比较多的此类引发剂是过磷酸盐组成的氧化－还原体系，常用的还原剂有亚硫酸盐、甲醛化亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐、连二亚硫酸盐、亚硝酸盐和硫醇等 。 第三十二页，共六十一页，2022年，8月28日 6.3 乳液聚合物料体系及其影响因素 分散介质 水的纯度 一般要求使用电阻率在106Ω.cm以上的去离子水。 水油比 乳液（温度）稳定性——设备利用率 水的用量通常为单体的60％～300％ 。 低温冷冻剂 最常用的抗冷冻剂有二类：一类是非电解质冷冻剂，如醇类和二醇类等；另一类是电解质冷冻剂，如无机盐。 第三十三页，共六十一页，2022年，8月28日 6.3 乳液聚合物料体系及其影响因素 乳液聚合的影响因素 1、乳化剂的影响（种类和数量） 乳化剂的种类不同，其乳胶束稳定机理，临界胶束浓度CMC、胶束大小及对单体的增容度亦各不相同，从而会对乳胶粒的稳定性、直径、聚合反应速度和聚合物分子量产生不同的影响。 乳化剂的浓度对乳液聚合得到的分子量 有直接影响例如：乳化剂浓度越大，胶束数目越多，链终止的机会小，链增长的时间长，故此时乳液聚合得到的分子量很大。 第三十四页，共六十一页，2022年，8月28日 乳液聚合的影响因素 2、操作方式的影响 各种操作的加料方式、加料次序和加料速度的不同，会很大程度地影响到乳液聚合产品的微观性能（如：粒子的形态、粒径及其分布、分子量及其分布、凝聚含量、支化度等）。从而导致乳液的宏观物性（如：乳液粘度、增稠效果、胶膜的物理机械性能等）存在很大差异。 乳液聚合产品，丁苯橡胶、氯丁橡胶等用量较大的聚合物品种采用连续操作，而绝大多数都是采用单釜间歇操作或半间歇（或半连续）操作。 第三十五页，共六十一页，2022年，8月28日 乳液聚合的影响因素 3、搅拌强度的影响 在乳液聚合中，搅拌的一个重要作用是把乳胶粒、（增溶）胶束、单体液滴等分散体分散，并有利于传热传质。 对于机械稳定性差的乳化剂搅拌产生的高剪切会使乳液产生凝胶，甚至导致破乳。因此对乳液聚合来说，搅拌在保证分散、传热、传质的情况下，搅拌强度不宜过高。 桨叶端速<240米/分 第三十六页，共六十一页，2022年，8月28日 乳液聚合的影响因素 4、温度的影响 乳液聚合和其它聚合方法进行的自由基聚合有相似的一面，温度升高将使聚合物的平均分子量降低。 但是乳液聚合又有其特殊的情况：反应温度升高，使乳胶粒的数目增多，粒径减小，从而导致聚合物平均分子量增加。 实际的操作以上二种因素会同时存在，对聚合物平均分子量的影响要看以上二种因素竞争的结果。 另外，当温度升高时，亦会导致乳液稳定性下降。 第三十七页，共六十一页，2022年，8月28日 6.4 典型的乳液聚合生产工艺及设备 合成橡胶：丁苯橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等 合成树脂：聚氯乙烯及其共聚物、聚醋酸乙烯及其共聚物、聚丙烯酸酯类共聚物等 粘结剂、涂料：白胶、乳胶漆等 各种（纺织、造纸、建筑）助剂等 第三十八页，共六十一页，2022年，8月28日 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产 丁苯橡胶生产的工艺与设备 丁苯橡胶是最早工业化的合成橡胶之一，1933年德国首先用乙炔为原料制得丁苯橡胶，商品名Buna-S;1942年美国以石油为原料生产丁苯橡胶，商品名GR－S。 丁苯橡胶的加工性能和物理性能接近天然橡胶，可以与天然橡胶混合使用作为制造轮胎及其它橡胶制品的原料，它是合成橡胶中产量最大的品种。丁苯橡胶是单体丁二烯和苯乙烯的共聚物，其中苯乙烯的含量在20％～30％。 第三十九页，共六十一页，2022年，8月28日 典型的乳液聚合—丁苯橡胶生产