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第 10 期 李玮昱,等: 天然松香改性苯丙乳液的制备及性能 ·1775·
基由水相进入胶束的几率小,所以反应速率小,单
体转化率较低,形成的乳胶粒也较少。因此,活性
单体进入同一个乳胶粒中的机率增多,在乳胶粒中
进行链增长,导致乳胶粒的粒径大。而当引发剂质
量分数增大时,引发剂在水相中产生的自由基数目
增大,从水相进入胶束中的速率也会加快,导致聚
合速率增大,进而提高了单体转化率 [23] 。单体进入
到更多的胶束中反应,形成的乳胶粒数目增多,而
单体总量不变,则乳胶粒的粒径减小。增长活性点
数目也随着乳胶粒数目的增多而增多,使得每个增 图 5 不同松香乳液质量分数的复合乳胶膜的 TG 图
长点的增长相对均匀,所以 PDI 值变小 [24] 。当引发 Fig. 5 TG curves of composite emulsion films with different
amount of rosin emulsion
剂质量分数达到 1.0%后,虽然体系中产生的自由基
浓度增大,提高了聚合速率 [25] ,但因为引发剂质量 由图 5 可知,松香(曲线 a)的初始分解温度
分数过大,使反应前期成核过多,导致形成的乳胶 为 282 ℃,最大热失重速率温度为 401 ℃,纯苯丙
粒子比表面过大,固定乳化剂质量分数时,粒子间 乳胶膜(曲线 b)的初始分解温度为 310 ℃,最大
容易发生团聚,粒径和 PDI 值变大。可见,当引发 热失重速率温度为 398 ℃,松香初始分解温度略低
剂 KPS 的质量分数为 0.8%时,乳液性能最佳。 于纯苯丙乳胶膜,两者的最大热失重速率温度相差
无几,但天然松香乳液加入到苯丙乳液体系中后,
随松香乳液质量分数增加(曲线 c~e),复合乳胶膜
的初始分解温度和最大热失重速率温度均比纯苯丙
乳胶膜稍高,当松香乳液质量分数为 30%(曲线 e)
时,乳胶膜的热稳定性最好,复合乳胶膜的初始分
解温度和最大热失重速率达到最大值,分别为 383
和 435 ℃。虽然增幅不大,但可认为松香乳液的加
入在一定程度上可以提高苯丙乳胶膜的热稳定性。
这可能是因为松香乳液与丙烯酸酯单体反应形成共
聚物结构,使体系的玻璃化转变温度升高,同时松
图 3 引发剂质量分数对乳液粒径及其分布的影响
Fig. 3 Effect of mass fraction of initiator on the particle 香分子的多元碳环结构加入到体系的高分子链段
size and PDI of emulsion 中 [26] ,使得复合乳胶膜的耐热性能较纯苯丙乳胶膜
有所提高。
表 1 为不同松香乳液用量对成膜后的涂膜性能
的影响结果。
表 1 松香乳液质量分数对涂膜性能的影响
Table 1 Effect of mass fraction of rosin emulsion on the properties
of films
w(松香)/%
涂膜性能
0 20 25 30 35 40
粗糙 光滑 光滑 光滑 粗糙 粗糙
涂膜外观
不透明 透明 透明 透明 不透明 不透明
图 4 引发剂质量分数对单体转化率的影响 附着力/级 2 2 1 1 1 2
Fig. 4 Effect of mass fraction of initiator on the monomer 黏度/(mPa·s) 21 18 29 41 66 91
conversion
吸水率/% 8.9 6.3 5.1 2.9 4.1 8.5
接触角/() 38.01 58.42 74.57 97.05 68.24 62.25
2.3 松香乳液用量对乳液性能的影响
粒径/nm 127.4 134.2 131.8 136.0 178.4 182.1
选取乳化剂质量分数为 5%,引发剂质量分数为
0.8%,m(硬)∶m(软)=2∶1。图 5 是不同松香乳 从表 1 可以看出,加入松香乳液后,涂膜的外
液质量分数下复合乳胶膜的 TG 曲线图。 观效果、附着力较纯苯丙乳液好,但松香乳液质量