丙烯酰胺微乳液聚合技術(shù)進(jìn)展

　　水溶性單體的聚合分為水溶液聚合、反相乳液聚合和反相微乳液聚合，水溶性單體包括（甲基）丙烯酰胺、（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸二甲胺基乙酯、（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、AMPS、二甲基二烯丙基氯化銨等。我國(guó)主要采用水溶液聚合技術(shù)，產(chǎn)品以干粉形式供應(yīng)。反相乳液聚合是六十年代發(fā)展起來(lái)的一種新型乳液聚合技術(shù)，八十年代取得了較大進(jìn)展，其中聚丙烯酰胺膠乳系列產(chǎn)品已獲得大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。反相微乳液聚合的研究始于八十年代，法國(guó)科學(xué)家Francoise Candau在該領(lǐng)域進(jìn)行了卓有成效的研究。我國(guó)天津大學(xué)哈潤(rùn)華等也對(duì)微乳液聚合的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，目前微乳液聚合的研究主要集中在微乳液的結(jié)構(gòu)和丙烯酰胺的反相微乳液聚合機(jī)理上，業(yè)已取得的成果為：

　�。�1）微乳液的結(jié)構(gòu)和特性目前對(duì)微乳液結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)仍然存在著許多不同的觀點(diǎn)，如Candau F的雙連續(xù)相模型、Friberg的增溶膠束模型、Scriven的三維周期性網(wǎng)絡(luò)模型、Lindman 的界面松散態(tài)聚集體模型等，許多模型都能解釋微乳液的某些性質(zhì)，但都存在一定的缺陷。但對(duì)以下結(jié)論是認(rèn)同的，即微乳液是一種各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系但它是分子異相體系，水相和油相在亞微觀水平上是分離的，并顯示出各自的特性。微乳液的液滴直徑為8～80nm， 因而是透明或半透明的，有利于進(jìn)行光化學(xué)聚合。

　　正相微乳液只有在較高的表面活性劑／單體比例下在很窄的表面活性劑濃度范圍內(nèi)才能形成并且通常需要使用助乳化劑；而反相微乳液則較易形成，因?yàn)闃O性單體在體系中往往充當(dāng)助乳化劑，因此丙烯酰胺的反相微乳液聚合更易獲得工業(yè)化生產(chǎn)。

　�。�2）丙烯酰胺的反相微乳液聚合Candau F首先以甲苯為油相，琥珀酸雙（2-乙基己酯）磺酸鈉為乳化劑制備了丙烯酰胺反相微乳液，并用AIBN和過(guò)硫酸鉀兩種不同的引發(fā)劑引發(fā)AAm聚合， 建立了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其后又將Beerbower-Hill提出的內(nèi)聚能比觀點(diǎn)推廣應(yīng)用于微乳液體系的乳化劑選擇上，取得了較好效果。

　　微乳液聚合具有極快的聚合速率，通常在100min內(nèi)轉(zhuǎn)化率可達(dá)90％以上，在反應(yīng)最初的幾分鐘內(nèi)聚合速率就達(dá)到一個(gè)最大值，隨后，通常在聚合轉(zhuǎn)化率為20～30％時(shí)，聚合速率開(kāi)始下降。在第二階段中，聚合速率下降的趨勢(shì)在某一轉(zhuǎn)化率處變緩，而這個(gè)轉(zhuǎn)化率的值隨反應(yīng)溫度的升高而增大。

　　微乳液聚合的分子量與引發(fā)劑濃度的關(guān)系不大，聚合后體系含有兩類(lèi)粒子，一類(lèi)是直徑小于50nm的聚合物乳膠粒，另一種是直徑在3nm左右的AOT膠束，乳膠粒中的聚合物分子數(shù)很少（1～17條），分子量很高（106～107）。

　　聚丙烯酰胺微膠乳的實(shí)用合成技術(shù)要想獲得工業(yè)化生產(chǎn)，必須解決以下幾個(gè)問(wèn)題：一是通常認(rèn)為反相微膠乳聚合物的分子量不會(huì)太高，應(yīng)研究如何提高微膠乳分子量的問(wèn) 題，第二是微乳液聚合的乳化劑濃度通常為很高，進(jìn)一步降低乳化劑濃度有利于降低生產(chǎn)成本，第三是乳化劑的選擇多是經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的，應(yīng)研究如何有目的的選擇或合成確切結(jié)構(gòu)的乳化劑的問(wèn)題。