本文選題：乳液聚合 + 粒徑分布��； 參考：《長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：乳液的粒徑分布因決定了乳液自身的流變性能、成膜性能以及應(yīng)用領(lǐng)域被稱(chēng)作乳液聚合研究中最為熱點(diǎn)的問(wèn)題之一。數(shù)十年來(lái)科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域呈現(xiàn)出眾多關(guān)于控制乳液聚合中粒徑尺寸的方法,如種子溶脹法,附聚法等,這些方法均為多步法,生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、耗能,不符合綠色化工生產(chǎn)的工藝要求。本文以乳液聚合過(guò)程中粒子聚并為基礎(chǔ),通過(guò)控制聚合反應(yīng)過(guò)程中體系熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)變化,控制體系中粒子的數(shù)目,進(jìn)而有效地控制最終乳液的實(shí)際尺寸,進(jìn)而達(dá)到了一步法制備大粒徑聚合物乳膠粒子的目的,全文共分為六章。第一章為文獻(xiàn)綜述部分,簡(jiǎn)單介紹了乳液聚合的概念、分類(lèi)以及乳液聚合過(guò)程中控制粒徑尺寸分布的方法,重點(diǎn)介紹了乳液聚合中粒子聚并現(xiàn)象的發(fā)展,以及目前科學(xué)界對(duì)粒子的聚并現(xiàn)象的認(rèn)識(shí),提出了利用粒子聚并為方法制備大粒徑聚合物乳膠粒子的理論可行性,并闡述了粒子聚并過(guò)程中主要涉及的一些科學(xué)問(wèn)題和擬定的解決方案等。第二章重點(diǎn)介紹了研究粒子聚并的實(shí)驗(yàn)方法,提出了判斷粒子聚并的間接和直接證據(jù),即可以利用動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)(DLS),通過(guò)跟蹤聚合過(guò)程中粒子數(shù)目的變化,進(jìn)而通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算推導(dǎo)出聚合過(guò)程中粒子數(shù)目的變化趨勢(shì),通過(guò)跟蹤粒子數(shù)目的變化來(lái)判斷粒子聚并發(fā)生的具體時(shí)間和程度——粒子數(shù)目下降被看作為確定粒子聚并的間接證據(jù);也可以利用透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)聚合反應(yīng)后的粒子結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析,文中通過(guò)使用聚異戊二烯粒子作為指示劑,利用環(huán)氧樹(shù)脂包埋和冷凍切片實(shí)驗(yàn)方法,成功地觀察到了在苯乙烯乳液聚合體系中引入聚異戊二烯乳膠粒子后最終的乳膠粒子呈現(xiàn)出多核單殼結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)是粒子聚并的直接證據(jù),證明了在有皂乳液聚合過(guò)程中粒子聚并依舊存在。以此為基礎(chǔ),探究了聚合物自身組成和連續(xù)相組成對(duì)粒子聚并行為的影響,確定了粒子聚并行為受到分散相和連續(xù)相雙重控制。第三章主要是對(duì)粒子聚并機(jī)理本質(zhì)的探討以及利用粒子聚并技術(shù)制備大粒徑,窄分布聚合物乳膠粒子可行性的探討。粒子聚并是一種由熱力學(xué)引發(fā)的動(dòng)力學(xué)變化,在粒子增長(zhǎng)過(guò)程中,粒子的比表面積增加,導(dǎo)致粒子的界面能增大,體系為維持自身的穩(wěn)定性而自發(fā)地將粒子聚集在一起而減小界面面積,進(jìn)而使其界面能降低,使乳液聚合體系穩(wěn)定。粒子聚并過(guò)程中,粒子的數(shù)目會(huì)大幅度減少,導(dǎo)致粒子的尺寸瞬間增大,因此粒子聚并可以作為一種制備大粒徑聚合物乳膠粒子的方法。通過(guò)控制粒子之間的競(jìng)爭(zhēng)增長(zhǎng)和粒子自身的自銳化過(guò)程可使其聚并的粒子尺寸變得均勻,達(dá)到利用粒子聚并技術(shù)制備大粒徑、窄分布聚合物乳膠粒子的目的。第四章主要是探討粒子聚并、交聯(lián)關(guān)系對(duì)粒子尺寸分布和形貌的影響。粒子的聚并可以分為兩個(gè)過(guò)程,即粒子聚集的過(guò)程和粒子融合的過(guò)程。在粒子融合過(guò)程中,如果粒子交聯(lián)則粒子的彈性模量增大,粒子變硬,融合過(guò)程就會(huì)受到阻礙,最終制備的粒子則會(huì)呈現(xiàn)為橢球型或者是多個(gè)球形的多聚體形狀;而如果粒子的交聯(lián)發(fā)生在粒子的聚并之后,粒子的形狀就不會(huì)受此影響。為了控制粒子最終的形狀,可以通過(guò)調(diào)控交聯(lián)劑種類(lèi)、緩加交聯(lián)劑或者是連續(xù)加交聯(lián)劑的而方法來(lái)有效控制粒子交聯(lián)和聚并發(fā)生的時(shí)間順序,進(jìn)而設(shè)計(jì)粒子的形狀和尺寸。第五章是對(duì)粒子聚并本質(zhì)的探討以及用粒子聚并制備單分散聚合物粒子的探討。這一章從粒子靜電作用和粒子穩(wěn)定性關(guān)系為出發(fā)點(diǎn),通過(guò)控制粒子表面電荷之間的中和作用控制粒子的電荷密度,進(jìn)而控制粒子之間的靜電斥力,已達(dá)到控制粒子聚并時(shí)間和粒子聚并程度的目的。通過(guò)控制聚合配方中的引發(fā)體系、共聚單體等制備出了單分散的聚合物乳膠粒子,進(jìn)一步完善了粒子聚并理論,擴(kuò)寬了粒子聚并技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。第六章是對(duì)全文的總結(jié),即對(duì)粒子聚并機(jī)理的概述和利用粒子聚并技術(shù)制備大粒徑聚合物方法的系統(tǒng)總結(jié)。
[Abstract]:In this paper , the particle size distribution in emulsion polymerization is studied by using polyisoprenoid particle as indicator . In order to control the particle ' s final shape , it is possible to control the particle agglomeration process and the particle agglomeration . In order to control the particle ' s final shape , the particle ' s shape and size can be controlled . In order to control the particle ' s final shape , it is possible to control the particle agglomeration and the particle agglomeration .

【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TQ316.334

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本文編號(hào)：1781202