时间：2022-10-11 03:54:12
摘要： 利用无皂乳液聚合[1,2]，在苯乙烯的乳液聚合体系中引入适量的苯乙烯磺酸钠参与共聚合。聚合过程中分两阶段料，第一阶段中苯乙烯磺酸钠与苯乙烯的比例是决定乳胶粒粒径及单分散性的关键因素。当反应达到较高的转化率时，加入第二阶段单体混合物，此阶段中的苯乙烯磺酸钠与苯乙烯的比例决定了最终胶粒表面电荷密度。利用上述两阶段无皂乳液聚合法制备了粒径在100～400nm，单分散性较好,表面电荷密度较高并且具有核壳结构的乳胶粒。在此基础上，讨论了的第一阶段中苯乙烯和苯乙烯磺酸钠的比例对乳胶粒粒径的影响以及乳胶粒粒径对微球表面电荷密度的影响。
Abstract: Appropriate amount of sodium styrene sulfonate is introduced into the system of styrene emulsion polymerization in copolymerization by using emulsifier-free emulsion polymerization. The polymerization process is divided into two stages, in the first stage the ratio of sodium styrene sulfonate and styrene is the key factor which determines latex diameter and the monodispersity. When the reaction achieves high conversion rate, the second stage's monomer mixture is added into the reactant. The ratio of the sodium styrene sulfonate and styrene in this stage determines the particle's final surface charge density. Through the above two stages by emulsifier-free emulsion polymerization, latex particle of particle size of 100～400nm, good monodispersity, high surface charge density with the core-shell structure is successfully prepared. On this foundation, the influence of the ratio of styrene and sodium styrene sulfonate in the first stage on latex particle diameter and the influence of latex particle diameter on the microsphere's surface charge density are discussed.
关键词： 无皂乳液聚合；单分散；高表面电荷密度；聚苯乙烯微球
Key words: emulsifier-free emulsion polymerization；monodispersity；high surface charge density；polystyrene spheres
中图分类号：TB324 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）25-0320-03
0 引言
聚合物微球具有比表面积大，吸附性强，凝集作用大及表面反应能力强等特性，有着广泛的应用前景[3,4]。微米级颗粒度均匀的聚合物微球，作为功能高分子材料，在分析化学、生物化学、免疫医学、标准计量以及某些高新技术领域中有着广泛的用途，因而对这类材料的研究越来越引起了重视[5,6]。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器 苯乙烯（St），分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司，聚合前单体先用w=0.40的氢氧化钠水溶液洗涤三次，除去单体中的阻聚剂，然后用蒸馏水洗涤至中性，洗涤后的单体再经过减压蒸馏，短期存放于冰箱中备用；苯乙烯磺酸钠（Nass），95%，J&KCHEMIC；碳酸氢钠，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；过硫酸钾（KPS），分析纯，天津市科密欧化学试剂开发中心；亚硫酸氢钠，分析纯，中国医药（集团）上海化学试剂公司；氢氧化钠，分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司。
D2004w电动搅拌机，上海司乐仪器厂；RQ-250B型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；85-2型恒温磁力搅拌器，上海司乐仪器有限公司；GL-21M高速冷冻离心机，湘仪离心机仪器有限公司。
1.2 苯乙烯微球的制备 聚合反应在圆底三口瓶中进行。先将水浴温度升高至70℃，使其达到温度稳定，然后加入单体（St）与蒸馏水，调节磁力搅拌器转速至300转/分，然后依次加入亚硫酸氢钠与碳酸氢钠、苯乙烯磺酸钠（Nass），最后加入过硫酸钾（KPS），开始聚合，聚合时间在8小时以上。
改变第一步苯乙烯和苯乙烯磺酸钠的比例制备一系列微球。得到如下配表：
引发剂均为0.15gK2S2O8，0.09gNaHCO3，0.05gNaHSO3
引发剂均为0.15gK2S2O8，0.09gNaHCO3，0.05gNaHSO3
2 测试及表征
2.1 微球的清洗 将制得的微球加入适量的蒸馏水，然后在100000rpm的转速下离心3小时，倒出上层清夜，再加入适量的蒸馏水经超声使微球分散开，如此清洗三次。 最后将所得的微球分散成高浓度的乳液备用。