摘    要：本文是以N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）为交联单体，丙烯酸正丁酯（BA）为主单体，过硫酸铵（APS）为引发剂，合成了P(NMA-AA-BA) 无皂乳液，并探究了丙烯酸（AA）用量对乳液稳定性能和成膜性能的影响。结果表明：在N-羟甲基丙烯酰胺投料量为10%的条件下，丙烯酸投料量为20%时，可制得最为稳定的无皂乳液；乳胶膜的交联度随分子链中AA链段含量的增加而升高，IR分析表明AA链段参与了交联反应。

Abstract：In this paper, N-methylol acrylamide (NMA) as the functional monomer, n-butyl acrylate (BA) as the main monomer, and ammonium persulfate (APS) as the initiator, explored the amount of acrylic acid (AA) The stability of the emulsion and the effect of film formation, and the formation of a high solids, stable acrylic soap-free emulsion with hydrophilic and lipophilic properties. The results showed that the increase of acrylic acid content increased the cross-linking degree of the film under the condition of 10% N-methylol acrylamide, and the dilution stability and salt resistance were the best when the acrylic acid content was 20%.

关键词：丙烯酸； 无皂乳液； 性能； 应用

Keywords: acrylic acid;  soap-free emulsion;  properties;  application

目录

1、前言 4

2、实验部分 5

2.1 实验仪器 5

2.2实验试剂 5

2.3乳液的合成 6

2.4测试和表征 6

2.4.1固含量和转化率的测定 6

2.4.2聚合物分子量的测定 7

2.4.3聚合物中丙烯酸键入量的测定 7

2.4.4乳液稳定性测定 7

2.4.5交联度表征 7

2.5.6红外光谱分析 8

3、结果与讨论 8

3.1固含量和转化率的测定 8

3.2聚合物分子量 8

3.3聚合物中丙烯酸键入量 9

3.4乳液稳定性 9

3.5交联度表征 10

3.6乳液红外光谱分析 12

3、结论 14

参考文献 15

致谢 16

1、前言

聚丙烯酸酯乳液因其有优异的性能而广泛应用于医用材料，造纸工业，建筑行业以及纺织工业等领域。但是，传统乳液的聚合往往会向其中加入一定量的小分子乳化剂，该乳化剂在后续的处理中不能完全去除，从而对膜的性能有不利的影响，并且会对环境造成污染。因此，为了得到性能更加优良的乳液，降低成本，研究人员发展了无皂乳液的聚合。

无皂乳液是指不含或含微量乳化剂（小于临界胶束浓度CMC）的乳液[1]，通过无皂聚合可以得到表面洁净的乳胶粒子，从而提高了乳液的耐水性，电性能，膜的表面性能等，同时乳液的工业生产可以简化流程，节约成本，保护环境。与通过添加小分子乳化剂进行传统乳液聚合不同的是，无皂聚合中添加的往往是一些水溶性单体，诸如羧酸类，羟基类、酰胺类和一些阳离子类单体等，这些水溶性的单体可以参与共聚反应，结合在聚合物的分子中，从而成为聚合物的一部分[2-3]，并使乳液稳定。这样制成的乳液中不含有小分子的乳化剂，避免了传统乳液聚合中乳化剂带来的诸多弊端 [4-8]，更有利于生产与应用。

进入二十一世纪后，丙烯酸无皂乳液的制备有了很大的进展。王建[9]等人通过用苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯酸制备了分散系数较小的，凝聚物量较少的丙烯酸乳液，并发现丙烯酸的用量和PH大小会对乳液的性能产生影响。青晨[10]等人通过半连续加料方式，探讨丙烯酸（AA）用量、反应温度对乳液性能的影响，发现反应温度在65℃左右时，AA含量的增加有助于改善乳胶粒子的粒径分布。易昌凤[11]等人用甲基丙烯酸甲酯和N-羟甲基丙烯酰胺合成了固含量高达30%，稳定性优良的无皂乳液。邱治国 [12]等人以苯乙烯、丙烯酸丁酯为原料制备的无皂乳液固含量则高达50%。

尽管无皂乳液有着传统乳液不可替代的优点，但因涉及到热力学上的不稳定性，目前仍存在着一些问题：(1)无皂乳液聚合因产品稳定性较差，易生成沉淀，目前的制备工艺大多停留在理论和实验研究，在实际的应用中不够成熟[1]；(2)国内对无皂乳液的研究大多停留在乳液的稳定性上，但对其成膜的特性研究较少，膜的应用研究也较少[1]。(3)实验室制得的乳液往往固含量不高，这样，在工业生产中的应用就会受到限制。因此，制备高固含量的稳定的无皂乳液并对其成膜后交联度的研究是当前的研究热点。