乳液聚合技術

    （1）無皂乳液聚合 為了解決傳統乳液聚合物含較多乳化劑對產品帶來不利影響的問題,研究開發了在乳液聚合體系中不用或少用乳化劑的聚合體系,對乳膠粒子起穩定作用的乳化劑用其他一些物質代替。這些物質如乙烯類羧酸鹽,水溶性引發劑碎片,含親水基團的單體等。該類聚合反應因不用乳化劑，所以無膠束存在，粒子成核是在水相，聚合速度慢，而體系穩定性差。但是可以制得耐水性好，單分散性好的純凈的乳膠粒子。

      （2）反相乳液聚合  傳統乳液聚合的乳化液體系為水包油體系（O/W），即分散相為疏水性單體，連續相為含有水溶性乳化劑的水溶液。而反相乳液聚合與傳統乳液聚合恰恰相反，乳化體系為油包水體系（W/O），即分散相為親水性單體的水溶液，連續相為溶有油溶性乳化劑的烴類溶液。該類聚合體系穩定性差，但較高的聚合反應速率與傳統乳液聚合類似，且產物分子量大，生成的膠體也很容易重新分散于水中。此類聚合用于丙烯酰胺，丙烯酸等親水性單體制備高吸水性樹脂及增稠劑等產品已得到廣泛應用。

      （3）細乳液聚合  在傳統乳液聚合中，乳化體系中的作為單體倉庫的“液滴”直徑較大（約為0.5-10微米左右）,為熱力學不穩定體系。在聚合反應過程中受外界條件如溫度，攪拌，電解質等因素的影響容易破乳或產生凝聚物。細乳液聚合與傳統乳液聚合相比，一是增加了共乳化劑（長鏈脂肪醇或長鏈烷烴）；二是該體系必須經超聲波或均化器進行強烈乳化，使單體液滴進一步分散成單體亞微液滴（小于0.4微米）。 體系中幾乎沒有單體液滴和單體增溶膠束，粒子的成核是在單體亞微液滴中。細乳液體系比傳統乳液體系穩定性高，在熱力學上屬于亞穩態，乳化液放置數月也不分層。

      （4）微乳液聚合 為了制備納米級聚合物乳膠粒子，賦予聚合物材料新的特性，開發了微乳液聚合體系。與傳統乳液聚合相比，該體系中含有大量的乳化劑和中等鏈長的脂肪醇共乳化劑，單體含量較少，能自發形成透明或半透明的熱力學上穩定的乳化體系，不存在單體液滴和亞微液滴，只有類似于單體增溶膠束的微液滴。乳膠粒子的成核是在微液滴中，所制備的聚合物乳膠粒子小于50納米。若采用親水性單體，親油性乳化劑和共乳化劑，可制得油包水型（W/O）反相微乳液。

      （5）超濃乳液聚合  超濃乳液其組分和傳統乳液的一樣，但是分散相即單體的體積分率大于74%，甚至高達99%，常溫下具有膠凍一樣的外觀及相行為。分散相液滴已發生變形，成為被含有連續相薄液膜隔離的多面液胞。引發、聚合反應在液胞中進行，并生成聚合物乳膠粒子。超濃乳液聚合具有三個重要特征：一是液胞中單體遷移性極小，延緩雙分子終止的凝膠效應貫穿始終。因此，聚合速率、平均分子量較本體聚合大；二是聚合物乳膠粒子的大小可以通過調節乳化劑品種、濃度及其他條件來控制；三是可以直接制備含水量低的聚合物乳膠粒子，容易干燥得粉狀聚合物樹脂。 “超濃乳液”，英文名稱為 “Concentrated emulsion”，直譯為“濃縮乳液”，為了使譯名能從實質上表達其含義及乳液的特點，我們認為譯為“超濃乳液”較為合適。

      （6）分散（乳液）聚合  分散聚合可以制備單分散大粒徑（5-100微米）聚合物乳膠粒子， 以彌補傳統乳液聚合的不足。分散聚合常用非水溶劑作介質，聚合前單體溶于介質中，體系為均相。隨著聚合的進行，所形成的聚合物鏈從溶液中沉析出來，并被已經存在或‘就地’生成的分散劑穩定成為聚合物粒子。該種聚合物乳膠體系可以直接用于配制具有良好性能的油漆或涂料，尤其是能直接聚合制備特種單分散、大粒徑、功能性、交聯聚合物微球。

      （7）懸乳聚合  該種聚合方法是采用親油性單體為連續相，以含有水性乳化劑和水溶性引發劑的水溶液分散于單體相中，形成較大的懸浮“水珠”。連續相的單體擴散進懸浮著的大水珠內，又在水性乳化劑作用下，于水珠中形成微小的溶脹膠束，又在溶脹膠束中引發聚合形成初級聚合物粒子，并不斷增長，聚集，最后形成的聚合物顆粒大小與懸浮“水珠”的大小接近。一個大的聚合物顆粒是由許多小乳膠粒子組成，大顆粒直徑約在100微米左右，與懸浮法所制備的聚合物顆粒相近。如用該法制得的聚氯乙烯顆粒，粒子內部有特殊的結構，對增塑劑的吸收有良好的作用。