[科普中国]-乳液聚合物

乳液聚合物由乳液聚合或乳液共聚合得到的乳液状聚合物。聚合物颗粒在乳化剂作用下稳定分散于分散介质中，按分散介质分类，可分为水基、油基两种，水基乳液聚合物的突出优点是对环境无污染。用作黏合剂、油漆、涂料，并可用于纺织、造纸和建筑业中。

简介乳液聚合（emulsion polymerization ）将引发剂和乳化剂加入水中分散单体，在剧烈搅拌下的聚合方法。此法聚合速度快，容易得到聚合度高的聚合物，即乳液聚合物。聚合物粒子比悬浮聚合法小得多，可生成稳定的乳浊液。1

特点(1)乳液聚合物以水为分散介质，挥发性有机化合物含量低、无毒、安全、无火灾危险。

(2)乳液聚合物的分子量较高，相对分子质量可达到105以上，但分子量高低与黏度无关。成膜后有较高的膜强度。

(3)体系的黏度较低，在生产中可以用管道泵送操作，使乳胶涂料的加工制备提高效率。

(4)具有特殊的成膜机理，乳液是一个水分散体系，其成膜与均相的有机聚合物溶液体系不同，是随着水分的蒸发经过颗粒受压变形而融合的过程，因此具有一定的透气性。

(5)乳液聚合物的组成中含有乳化剂、引发剂、缓冲剂等小分子化合物，易溶于水，对用其配制的涂料成膜后的耐水性、耐碱性有影响。选择聚合物不可忽视这一点。

性质一般来讲乳液聚合物有如下性质。

(1)外观

从乳白(往往带有蓝相)到半透明，均匀且有一定粘稠度的流体。

(2)黏度

与聚合物分子量无关，一般较低。乳液是非牛顿型流体，其应力一应变不呈线性关系，黏度应用旋转黏度计测量。其测量数值以Pa·S和mPa·S表示。

(3)凝聚物

乳液聚合过程中允许出现微量凝聚粒子，但不能超过某一限量值。

(4)最低成膜温度值(MFT)

该值与聚合物的玻璃化温度有关，当温度下降到MFT值以下时，乳液不能成膜，必须使用成膜助剂。

(5)离子性质

乳液聚合中使用乳化剂的情况有以下几类：单独使用阴离子型乳化剂、单独使用非离子乳化剂、单独使用阳离子乳化剂、混合使用阴离子和非离子型乳化剂，离子性质对配方中要采用的成分是重要的。

(6)粒度与粒度分布

聚合物乳液是一个不均相的体系，聚合物在乳液中呈颗粒状不规则分散状态。由于在乳液聚合过程中所采用的乳化剂及聚合工艺不同，所生成的乳液颗粒及其分布有很大的差异。乳液粒度及其分布与乳液外观是直接相关的，因此不同的乳液有不同的外观，主要表现在色相上。

(7)残余单体(VOC)含量

乳液聚合反应一般能达到较为完全的程度，但往往会有少量未完全反应的单体存在，造成VOC含量高，不利于环境保护。因此对乳液中残余单体的含量应有限制，通常要求在0．1%以下，不同组成的乳液应有不同要求。

(8)稳定性

由于乳液是不均相的体系，必然存在稳定性的问题。包括化学稳定性、机械稳定性、储存稳定性、冻融稳定性、稀释稳定性等。2

乳液聚合物的检验分子量和分子量分布无论使用何种方法测定乳液聚合物的分子量，都首先要把乳液凝聚，然后洗涤所得聚合物，再使之溶解在适当的极性不太强的溶剂中。

测定黏均分子量时，使用Brookfield黏度计，格式管等均可。测定数均分子量时，使用渗透压力计。测定重均分子量时，使用光散射法光度计。

测定聚合物分子量及其分布往往是高分子科研工作的事。在现代的聚合物研究中，这些经典的方法仍有应用，而像凝胶色谱之类的大型先进分析仪器也已经得到越来越普通的应用。

玻璃化温度聚合物的玻璃化温度（Tg）是非常重要的数据。聚合物研制离不开这个数据，聚合物的使用者同样需要了解这个数据：前已提到，聚合物的Tg值有前人提供的数据可查，也有公式可算。基于其重要性，即使不是从事基础研究，有时也有实测的必要。

测定Tg的方法主要是膨胀测定法。使用的仪器叫做示差热分析仪或者叫热谱仪，都是比较昂贵的仪器。3

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学