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乳化剂是实施乳液聚合的四大要素之一(单体、水、引发剂和乳化剂),起着至关重要的作用,它可以将单体分散成微小的单体珠滴,形成乳液,还可以形成胶束和增溶胶束,按胶束成核机理形成作为反应场所的乳胶粒。乳化剂可被吸附在单体珠滴和乳胶粒表面上,形成稳定的聚合物乳液,同时乳化剂还直接影响着乳液聚合反应速率、聚合物分子量、乳胶粒子大小和分布以及乳液粘度等性能。因此,正确选择及合理使用乳化剂对于成功地进行乳液聚合和制成性能优良的聚合物乳液和乳液涂料是颇为重要的。
丙烯酸乳液的合成要通过一定的工艺来实现。根据聚合反应的工艺特点,乳液聚合工艺通常可分为间歇法、半连续法、连续法、种子乳液聚合等。
1、间歇法乳液聚合
间歇法丙烯酸乳液聚合对聚合釜间歇操作,即将乳液聚合的原材料在进行聚合时一次性全部加入反应釜,在规定聚合温度、压力下反应,经过一定时间,单体达到一定的转化率,停止聚合,经脱除单体、降温、过滤等后处理,得到丙烯酸乳液产品。反应釜出料后,经洗涤,继而进行下一批次的聚合操作。
2、半连续法乳液聚合
半连续法乳液聚合先将去离子水、乳化剂及部分单体和引发剂加入反应釜,聚合一定时间后,按规定程序滴加剩余引发剂和单体,滴加可连续滴加,也可间歇滴加,反应到所需转化率结束聚合。
3、连续法乳液聚合
连续法乳液聚合通常用釜式反应器或管式反应器,前者应用较广,一般为多釜串联。
4、预乳化聚合工艺
单体的预乳化在预乳化釜中进行,为使单体预乳化液保持稳定,预乳化釜应给予连续或间歇搅拌。无论半连续法乳液聚合或是连续法乳液聚合,都可以采用单体的预乳化工艺。
5、种子乳液聚合
首先合成或加入种子乳液,以此种子为基础进一步聚合得到丙烯酸乳液产品。