《有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成研究》.pdf.pdf

有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成研究王玉春陆兴章高华星华东理工大学材料科学与工程学院上海 200237 摘要:玻璃纤维增强的热塑性复合材料( GFR T P ) ,由于具有重复加工等优良性能,符合环保要求,广泛应用于汽车、电子、机械设备、建筑、船艇等领域。玻璃纤维在加工过程中必须采用浸润剂对玻璃纤维进行表面处理。有机硅改性的丙烯酸酯共聚乳液是近年来用于玻纤浸润剂的新型成膜剂。它与不饱和树脂、热塑性塑料亲和性好,熔融指数δ相近,浸透后清澈透明,保证了 FRP 良好的力学性能和耐老化性能, 膜的强度高, 坚韧而有弹性, 对纤维有良好的保护作用, 因此成为热塑性增强材料的优秀成膜剂。含有乙烯基的硅烷偶联剂与丙烯酸酯单体共聚将进一步提高乳液的浸润性、粘结性等性能。本文采用种子乳液聚合方法, 单体预乳化工艺合成出了固含量约 45% 、硅烷偶联剂 A174 和丙烯酸酯单体共聚的高性能乳液。重点讨论了γ- 甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷( A174 )对乳液涂膜玻璃化温度、聚合稳定性、乳液抗电解质稳定性、浸润性(接触角) 、交联度、吸水率等的影响。关键词: 有机硅丙烯酸酯 IR DSC the IR spectrum of A 174-acry l ate copoly m er em ulsion Fig. 2 D S C of A 174-acry l ate em ulsion film 在图 1 中, 1732cm -1 处为丙烯酸酯类羰基的伸缩振动特征吸收峰, 2996cm -1 、 2954 cm -1 处出现了 CH 3 、 CH 2 特征吸收峰、 720cm -1 处出现了-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CH 3 的特征峰;同时在 1066cm -1 处出现了 Si-O 键的伸缩振动峰, 890cm -1 处出现了 Si-C 伸缩振动峰, 而在 1600 附近的 C=C 双键吸收峰消失, 说明 A174 与丙烯酸酯单体发生了共聚反应。图 2 为测定的乳液涂膜玻璃化温度( ℃和 ℃) , 由于采用种子乳液聚合工艺, A174 分布在乳胶粒外层,产生核壳结构。表 1 为 A174 用量对乳液聚合及其乳液性能的影响。加入 A174 后,浸润角逐渐减小。随着 A174 用量的增加,乳液涂膜吸水率逐渐减少,这是因为 A174 水解发生交联反应,乳液涂膜比不加入的丙烯酸酯乳液较为致密。乳液粘度逐步增大,是由于 A174 分布在乳胶粒表面,与水分子形成氢键作用所致。 Table1 Effect of A174 on the emulsion polymerization A174/% Contact angle/ o Water absorption/% viscosity/mpa*s Crossed degree/%