丙烯酰胺微乳液聚合技術進展

　　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。我國主要采用水溶液聚合技術，產(chǎn)品以干粉形式供應。反相乳液聚合是六十年代發(fā)展起來的一種新型乳液聚合技術，八十年代取得了較大進展，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，法國科學家Francoise Candau在該領域進行了卓有成效的研究。我國天津大學哈潤華等也對微乳液聚合的動力學進行了研究，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)和特性目前對微乳液結(jié)構(gòu)的認識仍然存在著許多不同的觀點，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。但對以下結(jié)論是認同的，即微乳液是一種各向同性的熱力學穩(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，有利于進行光化學聚合。

　　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，因為極性單體在體系中往往充當助乳化劑，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和過硫酸鉀兩種不同的引發(fā)劑引發(fā)AAm聚合， 建立了反應動力學模型，其后又將Beerbower-Hill提出的內(nèi)聚能比觀點推廣應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90％以上，在反應最初的幾分鐘內(nèi)聚合速率就達到一個最大值，隨后，通常在聚合轉(zhuǎn)化率為20～30％時，聚合速率開始下降。在第二階段中，聚合速率下降的趨勢在某一轉(zhuǎn)化率處變緩，而這個轉(zhuǎn)化率的值隨反應溫度的升高而增大。

　　微乳液聚合的分子量與引發(fā)劑濃度的關系不大，聚合后體系含有兩類粒子，一類是直徑小于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用合成技術要想獲得工業(yè)化生產(chǎn)，必須解決以下幾個問題：一是通常認為反相微膠乳聚合物的分子量不會太高，應研究如何提高微膠乳分子量的問 題，第二是微乳液聚合的乳化劑濃度通常為很高，進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)驗或半經(jīng)驗的，應研究如何有目的的選擇或合成確切結(jié)構(gòu)的乳化劑的問題。