有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成研究.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（GFRTP ），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[1] 。 [2] 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[3] 。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 Fig.1 the IR spectrum of A 174-acrylate Fig. 2 DSC of A 174-acrylate emulsion film copolymer emulsion -1 -1 在图1 中，1732cm 处为丙烯酸酯类羰基的伸缩振动特征吸收峰，2996cm 、 2954 cm-1 处出现了CH 、CH 特征吸收峰、720cm-1 处出现了-CH -CH -CH -CH 3 2 2 2 2 3 -1 -1 的特征峰；同时在 1066cm 处出现了 Si-O 键的伸缩振动峰，890cm 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 （6.3℃和39.9℃）， 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/% 0.0 32.15 6.91 6.7 0.00 0.5 21.28 4.49 8.5 87.06 1.5 20.15 3.39 10.3 88.91 3.0 18.92