在聚合反應(yīng)結(jié)束后,收集反應(yīng)器與攪拌器上的凝膠物,在105oC烘干到恒重,計算其占單體、乳化劑以及引發(fā)劑總重的百分率,即:X:墮×100%。%式中X為凝膠物率(%),腳l為凝膠物質(zhì)量(g),歷2為單體、乳化劑及引發(fā)劑的總質(zhì)量(g)。
2.4.4摩擦牢度測試
(1)干摩擦:將試樣平放在深圳市海濱儀器有限公司的Model—Y571型耐摩擦色牢度測試儀的測試臺墊襯物上,兩端夾持固定,在摩擦頭上固定干摩擦布,摩擦頭在試樣上沿100mm長的軌跡作往復(fù)直線摩擦lO次,時間10S,垂直壓力9N。
(2)濕摩擦。換濕摩擦布(含水率95%~i05%)按上述方法試驗。等級評定:l級——有嚴(yán)重劃痕:2級——有少量劃痕;3級——基本無劃痕;4級——無劃痕。2.4.5皂洗牢度把涂料印花樣品浸于65oC、2%的洗衣粉液中,浸泡3h后取出,用手均勻用力地沿橫紋方向往返搓洗10次,觀察有無裂紋、脫落及褪色情況,以級表示。1級——有嚴(yán)重裂紋,脫落及褪色明顯;2級——有裂紋,脫落及褪色一般;3級——有少許裂紋,無脫落及幾乎不褪色;4級——無裂紋,無脫落及不褪色。
3結(jié)果與討論
3.1紅外光譜分析
聚合物乳液經(jīng)過破乳、洗滌、抽提、真空干燥后,與KBr研磨制成壓片,利用美國Perkin—ElmerSpectrum型傅里葉紅外光譜儀(FT—IR)對其進(jìn)行檢測,其結(jié)果如圖l?梢钥闯觯293lcm_處有強(qiáng)吸收峰,為-CH2一非對稱伸縮振動吸收峰:l729cm-1處的強(qiáng)吸收峰是羰基吸收峰,表明聚合物中含有酯鍵;1166cm叫處有C-州伸縮振動吸收峰,這是丙烯酸酯類聚合物的特征吸收峰:l030、1072和ll18cm-1處出現(xiàn)了Si--O--Si鍵特征吸收峰,說明該紅外試樣存在由硅氧烷水解縮合后產(chǎn)生的交聯(lián)結(jié)構(gòu):910cm_1處出現(xiàn)了環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基特征峰,l602cm~、l452cm-1處也出現(xiàn)了環(huán)氧樹脂中苯環(huán)的骨架振動特征吸收峰。
3.2乳化劑的選擇及用量
研究了復(fù)配型乳化劑體系,即陰離子型乳化劑十二烷基硫酸鈉(SDS)和非離子型乳化劑OS.15的復(fù)配對乳液穩(wěn)定性的影響,結(jié)果如表l所示。
研究發(fā)現(xiàn),對于本實驗的預(yù)乳化過程,復(fù)配體系比單獨使用的預(yù)乳化效果更好,由此制得的乳液耐電解質(zhì)及耐酸堿穩(wěn)定性也更好,提升了最終涂膜的濕摩擦牢度及皂洗牢度。其原因在于當(dāng)OS-15和SDS復(fù)合使用時,SDS粒子之間距離增大,粒子間的靜電斥力減少,預(yù)乳化時可以得到更好的穩(wěn)定效果。最佳配比選擇為m(SDS):m(OS-15)=l:3。
增加乳化劑用量可以提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率,但濃度過高則降低成膜后的耐水性及摩擦牢度。乳化劑用量(占單體總質(zhì)量的百分率)對乳液穩(wěn)定性及成膜性能的影響,乳化劑適宜的用量為單體總質(zhì)量的4%。
3.3單體種類及配比對聚合物性能的影響
擬通過種子乳液聚合法制備具有軟核硬殼的核殼結(jié)構(gòu)乳液。實驗中,保持殼單體和改性條件不變,考察了核單體的組合及配比對涂膜性能的影響。實驗結(jié)果見表3。各配比構(gòu)成的核單體成膜后都表現(xiàn)出良好的柔軟性及彈性,性能差別主要反映在摩擦牢度及皂洗牢度方面。由表3可知,當(dāng)核單體組成配比為m(MA):m(EA):m(BA)=I:l:3時,涂膜后的干、濕摩擦牢度及皂洗牢度都達(dá)到了設(shè)計要求。
在核單體和改性條件不變時,考察了合成殼單體的組合及配比對成膜性能的影響,結(jié)果如表4所示。
不同配比的殼層成膜后,其柔軟性、彈性良好,但摩擦牢度和皂洗牢度有差異。表4表明,選用殼單體組成為,,l(MA):m(EA):m(BA)=2:l:l時,涂膜性能滿足設(shè)計要求。
分別以上述較佳配比制備核、殼單體,考察核、殼單體的用量對成膜性能的影響(以核單體占單體總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示),結(jié)果見表5。由表5可知,隨著核單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,成膜后手感、柔軟性增強(qiáng)。
這是因為核單體中的主要成分是丙烯酸丁酯。但核單體比例過大,則以丙烯酸甲酯為主的殼單體功能減弱,反而使摩擦牢度、皂洗牢度下降。兼顧考慮,確定最佳核單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%~40%。