Page 206 - 《精细化工》2021年第1期

·196· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

小乳液的粒径。但添加的 GMA 中的环氧基可与 间的交联，形成凝胶使得黏度降低。GMA 用量为
—COOH 反应。因此，随着 GMA 的增多，分子交 2%时，乳液凝胶率有一个突增，此时产生沉淀凝胶。
联点增多，消耗—COOH 增多，使得乳液亲水性降 因此，GMA 用量不应超过 1.5%。
低，分散作用减弱，粒径逐渐增大。由图 3 可知，
当 GMA 添加过多时，乳液分散不稳定，PDI 指数
较大。当 GMA 用量为 1%时，粒径为 142.4 nm，乳
液 PDI 指数较小（0.063），同时粒径分布较窄，分
散较均匀。

图 5 GMA 用量对乳液黏度及凝胶率的影响
Fig. 5 Effect of GMA dosage on the emulsion viscosity
and gel rate

不同 GMA 用量对乳液分散稳定性的影响见图 6。

图 3 不同 GMA 用量下乳液粒径
Fig. 3 Particle size distribution of the emulsions with
different GMA dosage

图 4 是不同放大倍数下的 WSAE-G 乳胶粒子的
TEM 图。由图 4 可以看出，图中有清晰的明暗交接，
形成规律的圆形核壳结构。在加入磷钨酸对乳液进
行染色时，由于粒子自身内部与外部的电子云密度
不同，因此在 TEM 图中可以看出核层电子云密度较

大颜色较深，而壳层颜色较浅，粒子呈现清晰的核壳
图 6 GMA 用量对乳液分散稳定性的影响
结构。
Fig. 6 Effect of GMA dosage on the emulsion dispersion
stability

TSI 曲线可以用来分析老化时间对乳液稳定性
的影响 [22] 。在给定的老化时间内，TSI 值越低，乳
液稳定性越高。如图 6 所示，在相同老化时间下，
当 GMA 用量为 1%时，乳液 TSI 为 0.162287，是所
有乳液中最低值，与其余乳液相比稳定性最好。因
此，选择 GMA 用量为 1%进行后续实验。

图 4 水性丙烯酸酯树脂乳液的 TEM 图 2.3 胶膜结构及性能表征
Fig. 4 TEM images of water-based acrylate resin emulsion 2.3.1 FTIR 分析

2.2.2 不同 GMA 用量对乳液性能的影响 图 7 是 WSAE-G 胶膜与单体的 FTIR 谱图。
–1
GMA 用量对乳液黏度及凝胶率的影响见图 5。 由图 7 可知，1725 cm 处为 C==O 的伸缩振动
–1
如图 5 所示，随着 GMA 用量的增加，乳液的 吸收峰；1192 cm 处为酯基中 C—O—C 的伸缩振
–1
黏度呈现先增大后减小的趋势。这是由于引入 GMA 动吸收峰；2953、2991 和 2942 cm 处为甲基（—C
–1
分子使得分子链间极性增加，共聚物大分子间流动 —H）的伸缩振动吸收峰；1167 cm 处为 GMA 中
阻力变大，乳液黏度增大 [21] 。在实际应用中，黏度 C—O—C 的对称伸缩振动吸收峰，839、540 cm –1
过大对后续喷砂操作产生影响。当 GMA 用量过大 处为 GMA 中环氧基不对称特征吸收峰；1630 和
–1
时，增加了环氧基的含量，易引起环氧基与—COOH 1635 cm 处为双键（C==C）的伸缩振动吸收峰。在