苏勇,叶林宇
苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯类单体的共聚乳液。聚苯乙烯吸水性低,价格便宜,但受紫外线照射易黄变,质脆,耐冲击性差,与丙烯酸酯共聚,其性能能得到改善。苯丙乳液是目前我国最广泛使用的乳液品种,它的性能优良,具有很好的颜料亲和力、耐碱性、耐油性、高光泽、耐光性和抗沾污性,在建筑涂料、金属表面涂料、粘合剂和胶粘剂等方面有着广泛的用途。但由于苯丙乳液的耐水性、耐氧化、耐气候老化、耐水性、抗张强度等方面仍存在一定的缺陷。聚有机硅氧烷(简称有机硅)主链为Si-0-Si键为无机结构,侧链为-CH3等有机基团,是一类典型的半无机半有机高分子。由于有机硅中Si-O键能高、内旋转能垒低、分子摩尔体积大、表面能小等特性,因而其具有优异的耐高低温性、疏水性、电绝缘性等。用有机硅氧烷对苯丙乳液进行改性,可以综合二者的优点,改善丙烯酸酯“热粘冷脆”、耐候、耐水等性能,在理论和应用上都有重要的意义。
1 有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法 有机硅改性丙烯酸酯聚合物的方法主要有两种,第一种是物理改性法(即冷拼法),一般效果不佳;第二种是化学改性法。化学改性法是基于有机硅与聚丙烯酸酯之间的化学反应,其优点是将有机硅分子以化学键的形式接合到丙烯酸酯大分子上,从结构、组成上完成对丙烯酸酯的改性,达到分子级的效果。化学改性法根据不同的化学键合方式,可以分为硅丙缩合法和硅丙加成法。1.1物理共混法物理共混法是利用各组分问的协同效应或互补效应米改善丙烯酸酯性能的有效方法之一,按照共混的形式,该方法可以分为本体共混和乳液共混。一般来说,采用此方法得到的共混乳液稳定性不好,容易发生相分离,这是由于聚硅氧烷的表面自由能低及聚硅氧烷与丙烯酸酯聚合物的相容性差所造成的。可以采用两种方法来改善共混乳液的混溶性,一种方法是加入增溶剂以降低两相间的界面张力;另一种方法是加入交联剂以降低聚硅氧烷的分子迁移率。
2 实验2.1主要原料和仪器乙烯基二乙氧基硅烷(A-151,分析纯)、丙烯酸丁酯(BA,分析纯)、苯乙烯(St,分析纯)、甲基丙烯酸甲酯(MMA,分析纯)、丙烯酸(AA,化学纯)、丙烯酰胺(AM,化学纯)、N-羟甲基丙烯酰胺(化学纯);十二烷基苯磺酸钠(SDS,化学纯);异构十三醇聚氧乙烯醚(1370)和过硫酸铵(APS,分析纯);氨水(分析纯,质量分数25%)。