[科普中国]-种子乳液聚合

种子乳液聚合即先制种子乳液，然后在种子的基础上进一步进行聚合，最终得到所需要的乳液的工艺方法。

制取种子乳液是在种子釜中制成的，其过程为：先向种子釜中加入水、乳化剂、水溶性引发剂和单体，再于一定温度下进行成核与聚合，生成数目足够大、粒度足够小的乳胶粒。为进行种子乳液聚合，取一定量的种子乳液投入聚合釜中，还要加入去离子水、乳化剂、水溶性或油溶性引发剂及单体，以种子乳液的乳胶粒为核心，进行聚合反应，使乳胶粒不断长大。在进行种子乳液聚合时要严格控制乳化剂的补加速度，以免形成新的胶束和新的乳胶粒。1

特点⑴在连续乳液聚合过程中，若采用种子乳液聚合法可以克服瞬态现象。瞬态现象出现在非种子连续乳液聚合过程中，即在反应初始阶段，乳化剂浓度大，成核速率大，生成了很多乳胶粒，故聚合反应速率大。在乳胶粒长大的过程中，其表面积逐渐增大，在其表面上会吸附大量的乳化剂，这要破坏大量胶束，使胶束数目大幅度下降，致使成核速率变慢，乳胶粒数目减少，造成聚合反应速率降低。随着乳化剂的不断加入，成核速率又增大，聚合反应速率又出现峰值。这样聚合反应速率将出现多次反复的波动，逐渐趋一稳定状态。瞬态现象是乳液聚合过程的非稳特性，会影响乳胶粒尺寸及粒度分布，也会影响传质、传热和产品质量。但若采用种子乳液聚合，以一定速率向反应器中加人种子乳液，在聚合过程中不再产生新的乳胶粒，这样一来，在反应釜内乳胶粒数目不变，故聚合反应速率不变，可使反应平稳地进行，避免了常规连续乳液聚合过程中很难避免的瞬态现象。

⑵采用种子乳液聚合法可以有效地控制乳胶粒直径及其分布。在单体量不变的前提下，增加种子乳液用量，可使粒径减小；而减少种子乳液用量，则可使粒径增大。种子乳液中的乳胶粒直径很小，年龄分布和粒径分布都很窄，这有利于改善乳液的流变性质。在聚氯乙烯糊树脂的生产过程中就成功地采用了种子乳液聚合法来控制乳胶粒尺寸、尺寸分布及改善最终产品性能。例如为了降低增塑剂吸收量，改善糊的流动性及稳定性，要求产品粒度大（1～2μm）且粒度分布宽，故采用了加入第一代和第二代混合种子乳液的方法，这样即可以制成大粒径乳胶粒的糊树脂，又可以使其粒径呈双峰分布，用这样的方法解决了增塑剂和能量的浪费问题。

⑶利用种子乳液聚合法可以制造具有异形结构乳胶粒的聚合物乳液，这将赋予聚合物乳液特殊的功能和优异的性能。1

应用种子聚合物乳液的粒度分布均匀、乳液性能稳定，在许多乳液产品中，尤其是合成橡胶的生产中获得了广泛应用。不仅如此，而且由于近20 多年来对种子乳液聚合技术的深入研究，逐渐形成了一些新的学科领域和应用领域，如粒子形貌学及核/壳结构乳液的研究、胶乳互穿网络（LIPN）、功能乳液和医用乳液等，并提出“粒子设计”的新概念。通常乳液聚合所得乳胶粒子为较标准的圆球状。种子乳液聚合时，由于微相分离等原因，复合粒子常形成异常的核一壳形态。这种乳液不仅应用于高性能涂料、胶粘剂等方面，还向生物医学、高分子催化剂、油墨、染料等高功能领域发展。2

本词条内容贡献者为:

赵阳国 - 副教授 - 中国海洋大学