第1章 绪论 1
1.1 乳液聚合的定义 1
1.2 乳液聚合技术发展简史和现状 3
1.3 乳液聚合的特点 7
1.4 本书各章内容简介 9
参考文献 11
第2章 乳液聚合原理 16
2.1 胶束的本质及其增溶作用 16
2.2 乳液聚合体系的物理模型 19
2.2.1 分散阶段 19
2.2.2 阶段Ⅰ 21
2.2.3 阶段Ⅱ 24
2.2.4 阶段Ⅲ 27
2.3 阶段Ⅰ动力学理论 29
2.3.1 Smith-Ewart关于阶段Ⅰ的动力学理论 29
2.3.2 Gardon关于阶段Ⅰ的动力学理论 36
2.3.3 球形粒子对自由基吸收机理 46
2.4 阶段Ⅱ动力学理论 51
2.4.1 Smith-Ewart关于阶段Ⅱ的动力学理论 51
2.4.2 关于Smith-Ewart递推公式的通解 57
2.4.3 Ugelstad曲线 60
2.4.4 Gardon关于阶段Ⅱ的动力学理论 63
2.5 阶段Ⅲ动力学理论 67
2.5.1 基本理论 67
2.5.2 本体聚合数据拟合法求Kt 70
2.5.3 自由体积法求Kt 72
2.6 乳胶粒尺寸分布 74
2.6.1 总体平衡模型 74
2.6.2 间歇乳液聚合总体平衡模型的求解 76
2.7 在连续反应器中的乳液聚合 80
2.7.1 简介 80
2.7.2 在釜式连续反应器中进行的乳液聚合理论模型 81
2.7.3 釜式连续反应体系的非稳特性 88
2.8 乳液聚合综合数学模型 90
2.8.1 定性理论 91
2.8.2 乳胶粒的总体平衡 94
2.8.3 乳胶粒中其他组分的平衡 105
2.8.4 环境平衡 106
2.8.5 模型的应用 112
参考文献 116
第3章 乳化剂 119
3.1 概述 119
3.2 乳化剂的分类 120
3.2.1 阴离子型乳化剂 120
3.2.2 阳离子型乳化剂 121
3.2.3 非离子型乳化剂 122
3.2.4 两性乳化剂 124
3.2.5 离子-非离子复合型乳化剂 124
3.2.6 高分子乳化剂 125
3.2.7 聚合型乳化剂 126
3.2.8 含氟乳化剂 127
3.2.9 保护胶体 128
3.2.10 空间位阻型乳化剂 128
3.3 在乳液聚合中乳化剂的作用 129
3.3.1 降低表面张力 130
3.3.2 降低界面张力 130
3.3.3 乳化作用 131
3.3.4 分散作用 131
3.3.5 增溶作用 131
3.3.6 导致按胶束机理成核 131
3.3.7 发泡作用 132
3.4 乳化剂的基本特征参数 132
3.4.1 临界胶束浓度 132
3.4.2 胶束的形状、大小及荷电分率 138
3.4.3 增溶度 144
3.4.4 HLB值 148
3.4.5 浊点 154
3.4.6 三相点 157
3.4.7 转相点 159
3.4.8 一个乳化剂分子在乳胶粒上的覆盖面积 163
3.5 乳化剂的选择 165
3.5.1 以HLB值为依据选择乳化剂 166
3.5.2 以其他特征参数为依据选择乳化剂 168
3.5.3 经验法选择乳化剂 170
3.6 乳化剂对乳液聚合反应的影响 174
3.6.1 乳化剂对聚合反应速率及聚合度的影响 174
3.6.2 乳化剂对乳胶粒数目及直径的影响 175
3.6.3 乳化剂对聚合物乳液稳定性的影响 176
3.7 脂肪酸盐乳化剂 177
3.7.1 烃链长度的影响 177
3.7.2 反号离子的影响 179
3.7.3 烃链上双键的影响 180
3.8 松香酸皂乳化剂 182
3.9 硫酸盐及磺酸盐乳化剂 185
3.10 阳离子型乳化剂 187
3.11 非离子型乳化剂 188
参考文献 193
第4章 引发剂 197
4.1 概述 197
4.2 热分解引发剂 198
4.2.1 过硫酸盐在水介质中分解机理和动力学 199
4.2.2 在乳液聚合体系中的其他物质对过硫酸盐分解的影响 207
4.2.3 过硫酸根离子引发机理 211
4.2.4 过硫酸盐浓度对聚合反应速率的影响 215
4.2.5 其他热分解引发剂 218
4.3 氧化还原引发剂 221
4.3.1 过硫酸盐-硫醇氧化还原引发体系 223
4.3.2 过硫酸盐-亚硫酸氢盐氧化还原引发体系 225
4.3.3 氯酸盐-亚硫酸氢盐氧化还原引发体系 227
4.3.4 过氧化氢-亚铁盐氧化还原引发体系 228
4.3.5 有机过氧化氢-亚铁盐氧化还原引发体系 230
4.3.6 有机过氧化氢-聚胺引发体系 240
4.3.7 其他氧化还原引发体系 242
参考文献 243
第5章 单体 246
5.1 概述 246
5.1.1 乳液聚合单体的主要类型 246
5.1.2 单体性质对乳液聚合反应的影响 254
5.1.3 单体对乳液聚合物性能的影响 256
5.2 乙烯基单体 258
5.2.1 苯乙烯 258
5.2.2 乙烯 263
5.2.3 醋酸乙烯酯 266
5.2.4 氯乙烯 274
5.2.5 偏二氯乙烯 280
5.2.6 丙烯酰胺 283
5.2.7 丙烯腈 285
5.2.8 丙烯醛 286
5.2.9 其他乙烯基单体 286
5.3 共轭二烯烃单体 287
5.3.1 丁二烯 287
5.3.2 异戊二烯 299
5.3.3 2,3-二甲基丁二烯与1,3-戊二烯 299
5.3.4 氯丁二烯 300
5.4 丙烯酸与甲基丙烯酸系单体 302
5.4.1 简介 302
5.4.2 丙烯酸与甲基丙烯酸系单体的物理性质 304
5.4.3 丙烯酸与甲基丙烯酸系单体的共聚合反应 304
5.5 交联单体 307
5.5.1 多双键型交联单体 307
5.5.2 羧酸型交联单体 307
5.5.3 N取代丙烯酰胺衍生物型交联单体 308
5.5.4 羟基型交联单体 308
5.5.5 环氧型交联单体 308
5.5.6 羰基型交联单体 308
参考文献 309
第6章 调节剂 314
6.1 调节剂的种类 315
6.2 衡量调节剂效率的技术指标 317
6.3 影响调节剂效率的因素 319
6.3.1 调节剂的分子量及分子结构的影响 319
6.3.2 反应条件的影响 322
6.4 调节剂对聚合物分子量及分子量分布的影响 326
参考文献 329
第7章 乳液聚合体系中的其他组分 331
7.1 电解质 331
7.1.1 电解质对聚合反应速率的影响 331
7.1.2 电解质对乳液稳定性的影响 334
7.1.3 电解质对乳液流动性的影响 336
7.2 分散介质 337
7.3 螯合剂 341
7.4 终止剂 343
参考文献 348
第8章 聚合物乳液的工业合成 350
8.1 乳液聚合生产工艺评介 350
8.1.1 间歇乳液聚合 350
8.1.2 半连续乳液聚合 352
8.1.3 连续乳液聚合 354
8.1.4 预乳化工艺 356
8.1.5 种子乳液聚合 357
8.2 乳液聚合生产过程及产品质量的影响因素 358
8.2.1 乳化剂的影响 358
8.2.2 引发剂的影响 359
8.2.3 搅拌强度的影响 359
8.2.4 反应温度的影响 360
8.2.5 相比的影响 361
8.2.6 电解质的影响 362
8.3 在聚合物乳液生产过程中凝胶的生成及防止措施 362
8.3.1 凝胶现象及其危害 362
8.3.2 凝胶的成因及其防止措施 363
8.4 聚合物乳液及乳液聚合物工业生产实例 367
8.4.1 乳聚丁苯共聚物及丁苯类、共聚物乳液的生产 367
8.4.2 丁腈橡胶及丁腈胶乳的生产 392
8.4.3 氯丁橡胶与氯丁胶乳的生产 396
8.4.4 丙烯酸系聚合物乳液及乳液聚合物的生产 401
8.4.5 醋酸乙烯酯均聚物及共聚物乳液的生产 419
8.4.6 含卤乳液聚合物及聚合物乳液的生产 428
8.4.7 ABS树脂的生产 436
8.4.8 非乙烯类单体聚合物乳液的生产 442
参考文献 457
第9章 乳液聚合技术进展 464
9.1 概述 464
9.2 非水介质中的乳液聚合 464
9.2.1 反相乳液聚合 465
9.2.2 非水介质中的正相乳液聚合 469
9.2.3 分散聚合 471
9.3 无皂乳液聚合 480
9.3.1 简介 480
9.3.2 无皂乳液聚合理论 480
9.4 粒子设计新概念及核壳乳液聚合物的合成、性能及应用 486
9.4.1 关于粒子设计新概念 486
9.4.2 乳胶粒结构形态的分类及不同结构形态的成因 487
9.4.3 乳胶粒结构形态热力学和动力学 490
9.4.4 核壳聚合物乳胶的合成、性能及应用 497
9.5 反应性聚合物微凝胶 514
9.5.1 简介 514
9.5.2 反应性微凝胶的合成 516
9.5.3 反应性微凝胶的性能 519
9.5.4 反应性聚合物微凝胶的应用 522
9.6 乳液互穿聚合物网络 524
9.6.1 简介 524
9.6.2 LIPN的性能 525
9.6.3 LIPN的应用 527
9.6.4 LIPN与乳液半-IPN和IEN 530
9.6.5 典型的LIPN合成举例 530
9.7 微乳液聚合及聚合物微乳液 531
9.7.1 微乳液概念 531
9.7.2 研究聚合物微乳液的意义 532
9.7.3 O/W型微乳液聚合 533
9.7.4 W/O型微乳液聚合 537
9.8 单分散大粒径聚合物微球的合成与应用 538
9.8.1 简介 538
9.8.2 合成方法 539
9.8.3 单分散大粒径聚合物微球的应用 542
9.9 中空结构聚合物乳胶粒的制备 543
9.9.1 简介 543
9.9.2 中空聚合物乳胶粒的制备 544
9.9.3 中空聚合物乳胶粒的应用 551
9.10 乳液定向聚合 553
9.10.1 简介 553
9.10.2 反应机理 554
9.10.3 聚合动力学 555
9.11 辐射乳液聚合 560
9.11.1 简介 560
9.11.2 辐射乳液聚合的特点 561
9.11.3 辐射乳液聚合的实施方法 564
9.12 细乳液聚合 566
9.12.1 简介 566
9.12.2 细乳液稳定机理 568
9.12.3 单体细乳液的制备及细乳液聚合 569
9.12.4 构成细乳液聚合体系的组分 570
9.12.5 细乳液聚合的动力学特点 574
9.12.6 细乳液聚合技术的应用 576
9.13 超浓乳液聚合 576
9.13.1 简介 576
9.13.2 超浓聚合物乳液的内部结构 577
9.13.3 超浓乳液聚合的实施方法 577
9.13.4 超浓乳液聚合的特点 578
9.14 高固含量聚合物乳液的制备 579
9.14.1 简介 579
9.14.2 高固含量聚合物乳液的制备方法 581
参考文献 584
第10章 聚合物乳液的稳定性 598
10.1 乳胶粒的本质 598
10.2 憎液溶胶的稳定理论 601
10.3 影响聚合物乳液稳定性的因素 604
10.3.1 电解质的影响 604
10.3.2 表面活性剂及保护胶体的影响 607
10.3.3 机械作用的影响 611
10.3.4 冻结及熔化的影响 612
10.3.5 长期放置的影响 613
参考文献 614
第11章 聚合物乳液性质及有关参数的测定 615
11.1 乳液类型的确定 615
11.1.1 O/W型及W/O型乳液的确定 615
11.1.2 乳胶粒电性的测定 616
11.2 乳液外观检验 616
11.3 乳液固含量的测定 617
11.4 乳液黏度的测定 617
11.5 乳液稳定性的测定 618
11.6 乳液最低成膜温度的测定 620
11.7 乳胶粒尺寸及尺寸分布的测定 620
11.7.1 光散射法 621
11.7.2 消光法 622
11.7.3 肥皂滴定法 626
11.7.4 离心法 630
11.7.5 电子显微镜法 631
11.7.6 水动力色谱法 633
11.8 单体珠滴尺寸及尺寸分布测定 636
11.8.1 显微镜照相法 636
11.8.2 计数法 637
11.9 乳液表面张力的测定 639
11.10 乳液相对密度的测定 641
11.11 乳液残余单体含量的测定 642
11.12 乳液聚合物膜的检验 645
参考文献 646
第12章 合成聚合物乳液的应用 648
12.1 概述 648
12.2 聚合物乳液黏合剂 649
12.2.1 对黏合剂的基本要求 649
12.2.2 构成聚合物乳液黏合剂的组分 650
12.2.3 各种聚合物乳液黏合剂简介 653
12.2.4 特种聚合物乳液黏合剂 658
12.3 聚合物乳液涂料 665
12.3.1 简介 665
12.3.2 构成聚合物乳液涂料的组分 667
12.3.3 各种聚合物乳液涂料简介 672
12.4 聚合物乳液在土木建筑中的应用 677
12.4.1 乳液建筑涂料 677
12.4.2 乳液建筑材料 689
12.5 聚合物乳液在纺织工业及织物加工中的应用 694
12.5.1 经纱上浆剂 695
12.5.2 织物涂层剂 696
12.5.3 织物染色及印花黏料 699
12.5.4 静电植绒黏合剂 702
12.5.5 织物层合黏合剂 703
12.5.6 无纺布黏合剂 704
12.5.7 地毯背衬胶 705
12.5.8 织物整理剂 707
12.5.9 用聚合物乳液直接纺丝 710
12.6 聚合物乳液在造纸工业及纸品加工中的应用 711
12.6.1 纸浆添加剂 712
12.6.2 纸张浸渍剂 715
12.6.3 纸张涂层剂 717
12.6.4 纸品黏合剂 722
12.7 聚合物乳液在皮革工业中的应用 727
12.7.1 简介 727
12.7.2 皮革涂饰剂的作用 727
12.7.3 水乳型皮革涂饰剂的组成 728
12.7.4 聚丙烯酸酯乳液皮革涂饰剂 730
12.7.5 聚氨酯乳液皮革涂饰剂 734
12.7.6 皮革涂饰剂配方实例 736
12.7.7 聚合物乳液皮革填充剂 737
12.7.8 聚合物乳液再生皮革黏合剂 738
12.8 聚合物乳液在其他技术领域中的应用 738
12.8.1 地板上光剂 739
12.8.2 在汽车工业中的应用 740
12.8.3 在生物医学中的应用 741
12.8.4 轮胎帘子线胶乳浸渍液 744
12.8.5 在防止土壤侵蚀工程中的应用 745
12.8.6 油井堵水调剖剂 746
12.8.7 水性油墨 747
12.8.8 喷棉胶 748
12.8.9 拼板胶 749
12.8.10 其他应用 750
参考文献 755