聚丙烯酰胺(PAM)制备方法——反相乳液聚合（二）

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

③乳化剂 的种类和用量乳化体系的选择直接影响反相乳液的稳定性，是成功进行聚合反应的必要条件。另外它也影响与乳液性质有关的乳胶粒浓度和尺寸。乳化剂参与反应时，由于油水界面需保持中性，而作为连续相的油相介电常数又较低，所以反相乳液中，非离子型的单一乳化体系就不能维持乳液的稳定性，需配合使用高HLB值和低HLB值的乳化剂，或者使用三原嵌段复合乳化体系。通常在乳液聚合中尚无普遍使用的理论来指导乳化剂体系的选择工作，以往多用HLB值为参考，通过实验进行筛选。采用Span系列与Tween系列或OP系列复配，它们属于非离子型，与有机介质很匹配，特别是Span系列还有利于制备超高分子量的聚合物。由表3-5可知，用Span60作乳化剂制得的乳液稳定性和溶解性都比用Span40和Span80的好，而用Tween80和OP作乳化剂制得的乳液稳定性和溶解性都没有用Span60的好。当两种表面活性剂混合使用的时候，单体转化率比使用单一乳化剂的要高，而且乳液稳定性和溶解性会也会好一些。

表3-5 乳化剂种类

乳化剂属于表面活性剂，是可以形成胶束的一类物质，在乳液聚合中起着重要作用，同时也广泛地应用于其他技术领域和人们的日常生活中。乳化剂在体系乳液聚合的特征方面起着决定性的作用。其主要作用，聚合前可分散增溶单体，形成较稳定的单体乳化液；提供引发聚合的场所一单体溶胀胶束；聚合后吸附于乳胶粒子表面，稳定乳胶粒子，使之不发生凝聚；保证聚合物乳液体系具有适宜的固含量，适当的黏度和良好的稳定性。

在乳液聚合中，乳化剂不直接参加化学反应，但它可以使单体在水中的分散变得容易，并能降低单体相和水相之间的表面张力，影响聚合物分子质量和分子质量分布，影响乳胶的黏度和粒径，从而关联到乳液的稳定性，是乳液聚合的重要组分之一。乳液聚合过程中的乳化剂类型及用量、加入方式等都可能影响聚合物乳液的稳定性能。通过对乳化剂品种和浓度的选择，可调节聚合行为，粒子大小及乳胶的性质。另外，在乳胶产品的储运、调配和应用中，乳化剂还起稳定，分散和润湿作用。

司盘(Span)和吐温(Tween)都是非离子表面活性剂，每一种表面活性剂都具有某一种特定的HLB值，对于大多数表面活性剂来说，HLB值越低，表明其亲油性越大，HLB值越高，表明其亲水性越大。随着乳化剂用量的增加，共聚物的特性黏度不断增大。这是由于乳化剂用量直接影响聚合过程及聚合度，随着乳化剂用量的增加，单体珠滴数目增加，引发点增多，而使每个珠滴中自由基终止机会减少。从表3-6中数据可知：Span60和Tween80复合乳化剂用量控制在6.94%左右，PAM乳液的相对分子质量最大(7.9×106)，单体的转化率最高(99.6%)。

表3-6 乳化剂用量的影响

④单体浓度单体浓度对聚合有至关重要的影响。共聚物的黏度随单体浓度的增加而增加，然而单体浓度增加到一定程度时(即4.92mol/L)，继续增大单体浓度会引起了聚合热增加，使聚合热不易分散和消失，进而引起聚合物胶化。实验结果见表3-7，从表中可知PAM的黏度随着单体浓度的增大而增大，说明单体浓度的增大有利于促进聚合物的聚合，但是浓度的增大在一定程度上也增加了聚合热的产生，促进聚合物的胶凝，因此单体的适宜浓度为4.92mol/L。

表3-7单体浓度的影响

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