毕业论文课题相关文献综述
一．研究意义
可聚合表面活性剂是指分子结构中含有双键，使其在乳液聚合过程中通过自由基聚合,将表面活性剂分子永久地键接到胶粒上[1]。这类表面活性剂不仅具有常规表面活性剂的所有性质，如形成胶束和降低界面张力，且有着常规表面活性剂不可替代的优势。所以这类表面活性剂不仅可作为精细化工产品，而且是制备功能高分子材料的一种重要功能单体，已成为国内外研究的热点[2-7]
乳液聚合是制备高聚物的主要方法之一。乳液聚合基本成分为:单体、水、乳化剂和少量助剂。其中乳化剂用量虽少，但对聚合的起始、粒子形成、聚合速度、高聚物分子质量大小和分布、乳胶粒子的大小分布和形态及乳液性质等都具有很大影响，对乳液聚合的特征起决定性作用。其主要作用是:聚合前可使单体分散、增溶，形成稳定的单体乳液，聚合过程中提供引发聚合的场所---单体溶胀胶束；它还吸附于乳胶粒子表面，稳定乳胶粒子，防止在聚合中和聚合后发生凝聚，保证乳液具有适宜的固含量、粘度和良好的稳定性。通过对乳化剂品种及浓度的选择可调节聚合行为、粒子大小及乳胶性质。传统乳化剂虽然品种、数量很多，但均存在某些缺点，甚至是严重缺点。新型可聚合乳化剂在很大程度上克服了这些缺点，因而具有广阔的发展前景。
传统乳化剂的缺点有很多(1)产品稳定性差，由于传统乳化剂是通过物理吸附富集在单体或粒子表面，因此，当受到高剪切力、离心力、高温低温影响时乳化剂层容易解吸而脱落,导致聚合过程中凝胶和产品质量不稳定。(2)影响成膜速度，造成环境污染在成膜过程中,由于水相中残存着乳化剂分子，它们会阻碍乳胶粒子互相靠近，从而降低成膜速度，使乳液干燥慢，初粘力低。对于需要破乳得到固体产物的聚合工艺，母液中残存的乳化剂既难回收，又难降解，造成环境污染。(3)影响聚合产物及膜性能聚合产物中残存着乳化剂，严重影响胶膜的耐水性、耐化学腐蚀性而且胶膜易出现针孔，使聚合物力学、光学性能下降。由于胶膜中的乳化剂分子易向表面迁移，在膜表面形成一层非化学键合的乳化剂层，一旦遇水或受潮会导致胶膜吸水为了克服传统乳化剂的不足，已开发了一些新型表面活性剂用作乳化剂，包括:低泡沫表面活性剂、高分子表面活性剂、易分解的表面活性剂以及可聚合表面活性剂(以下称可聚合乳化剂)。低泡沫乳化剂主要是含有聚环氧乙烷、聚环氧丙烷的乳化剂，特点是聚合中及产品起泡性小,便于聚合操作和改善膜性能。高分子表面活性剂是指亲油端或亲水端至少一个是聚合物链，因此分子质量通常很大，其乳化效果一般较好，这是由于其亲油链长，可以溶于单体或乳胶粒中，因此其稳定性比全靠物理吸附的传统乳化剂更好。易分解的乳化剂是指在膜形成后乳化剂分子容易被破坏，例如:热敏性乳化剂，这类乳化剂的亲油端和亲水端都有一个易断的共价键。可聚合乳化剂特点是:在聚合过程或聚合作用发生以后表面活性剂分子可以永久地键合到胶粒上。用它制备的乳液稳定性最为可靠。它可以克服传统乳化剂的许多弊端。
表面活性剂在溶液中可以自组装形成有序组合体结构，如胶束、囊泡、溶致液晶、微乳液及乳状液等。可聚合表面活性剂不仅具有表面活性，如乳化性等，更重要的是它具有聚合活性,因此在上述有序组合体结构研究领域都有特殊的应用。
近年来,可聚合阳离子表面活性剂开发与应用研究已逐渐引起人们的重视。由于它能发生聚合反应,生成具有与表面活性剂胶束功能相似的能够形成疏水微域的聚皂,还可以与水溶性或非水溶性单体发生共聚,因此,可聚合阳离子表面活性剂不但广泛应用于纺织、石油化工、水处理、化妆品等领域[8],在许多前沿科学领域也有着广阔的应用前景,如无皂乳液聚合、固体颗粒的分散以及表面改性等。[9,10]
可聚合乳化剂在乳液聚合中可键合到乳胶粒上,成为聚合物的一部分,既可克服传统表面活性剂在聚合物中残留所造成的不良影响,又可改善胶乳的稳定[4,5],提高聚合物的耐水、光、电和热等性能,在涂料、纺织印染、石油开采等诸多行业得到极为广泛的应用[4-7]。
二．相关课题在国内外的研究进展
自从1956年Bistline等应用可聚合表面活性剂进行聚合反应以来，经过几十年的发展,现在可聚合表面活性剂的品种已越来越多，美国化学文摘仅1997年相关专利就达20多项。国外，特别是日本有大量应用可聚合表面活性剂的专利[11-14]。在所研究的表面活性剂中，用于乳液聚合的主要有丙烯酸和甲基丙烯、丙烯酰胺和苯乙烯等可聚合表面活性剂，反应活性较低的烯丙型和烯丙氧型也可用于乳液聚合，目前研究比较多的是马来酸型可聚合表面活性剂，因为与其它可聚合表面活性剂相比，它的最大特点是只能共聚不能均聚。
Prasath等[15]合成了衣康酸类可聚合表面活性剂MDDI和MCI，分别考察了MD-DI和MCI对苯乙烯乳液聚合反应的影响，结果表明所制备的乳胶粒子为球型，直径在40~70nm;胶乳可以稳定置放6个月以上,没有出现集聚成团现象；在01002~011mol/LKCl溶液中胶乳稳定时间可长达3天。张茂根等[16]发表了一系列论文，报道合成了2种阴离子型可聚合表面活性剂，磺化-十二醇-烯丙基甘油-丁二酸酯钠盐(ZC-L)和磺化-十二醇-甲基丙烯酰甘油-丁二酸酯钠盐(ZD-L)，然后分别考察了ZC-L和ZD-L在甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯的乳液聚合反应中的聚合活性、动力学以及乳液稳定性，所制备的乳液置放一个月仍然保持较好的稳定性。
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