【集萃网观察】无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加或仅加入微量乳化剂（其浓度小于临界胶束浓度）的乳液聚合过程，可消除乳化剂对环境的污染，克服传统乳液聚合的弊端，并可以通过设计使粒子表面带有各种功能基团[1]。因此，无皂乳液聚合越来越受到人们的关注。

　　本试验采用无皂乳液聚合工艺合成聚丙烯酸酯类涂料印花用粘合剂，优化了其合成工艺，并探讨了其在涂料印花工艺中的应用性能。

　　1 试验

　　1.1 材料和仪器

　　织物 纯棉漂白布（29.5tex×29.5tex，236根/10cm×236根/10cm）。

　　药品 甲基丙烯酸甲酯（MMA），丙烯酸异辛酯，丙烯酸丁酯（BA），丙烯酸（AA），丙烯酸羟乙酯（HEA），以上均为无锡威尔化工有限公司制造；聚乙烯醇（PVA，广州市嘉伟达化工有限公司）；华润粘合剂（陕西华润印染有限公司）；KSD-771粘合剂（陕西科信染化料有限公司）；乳化糊（陕西华昌印染有限公司），以上均为工业品；甲基丙烯酸（MAA），聚乙烯醇过硫酸铵（APS），N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）（天津巴斯夫化工有限公司制造），以上均为化学纯。

　　仪器 D60-2F型电动搅拌器（杭州仪表电机厂）， DHG-9076A型电热控温鼓风干燥箱（北京科伟永兴仪器有限公司），Sapphire DSC型差示热量扫描仪（美国尼高力公司），JEM-2OOCⅩ型透射电镜和DT-40型热重仪（日本电子株式会社）。

　　1.2 合成工艺

　　将一定体积的去离子水加至三口烧瓶中，升温至75-85℃，开启搅拌，加入PVA与羧甲基纤维素钠水溶液。将一定配比的混合单体MMA/BA注入恒压漏斗中，待用；将引发剂过硫酸铵（APS）和功能性单体MAA混合溶液加到另一恒压漏斗中，并调节pH值至弱碱性。向三口烧瓶中滴加引发剂溶液及混合单体，控制滴加速率，加入功能单体丙烯酸羟乙酯。恒温反应一段时间，冷却，出料、过滤，调节pH值至中性。

　　1.3 涂料印花工艺

　　工艺处方/g

　　涂料

　　粘合剂

　　乳化糊

　　交联剂⒓

　　总计2-12

　　10-50

　　10-60

　　1-6

　　100

　　工艺流程 印花→烘干（80℃×3min）→焙烘120-180℃×1.5-5min

　　1.4 测试方法

　　1.4.1 电解质（Ca++）稳定性

　　按乳液配比V乳液：VCaCl2（0.5%）=4：1，将自制的聚丙烯酸酯无皂乳液放置24h，观察有否分层或破乳[2]。

　　1.4.2 机械稳定性

　　将自制的聚丙烯酸酯无皂乳液于1400r/min转速下搅拌30min，观察有否分层或破乳[3]。

　　1.4.3 差示扫描量热法（DSC）分析

　　将自制的聚丙烯酸酯无皂乳液于120℃烘箱中烘干成膜，用Sapphire DSC型差示扫描仪进行DSC分析，测试温度范围0～300℃，升温速率10℃/min。

　　1.4.4 粒径测定

　　（1）采用粒径测试仪测定乳液粒径；

　　（2）将自制聚丙烯酸酯无皂乳液用蒸馏水稀释至合适浓度，超声波震荡30min，然后滴加在200-300目的铜网中，干燥成膜后用JEM-2OOCX透射电子显微镜进行电镜分析，并根据透射电镜照片估计粒径。

　　1.4.5 热重分析（TGA）

　　取少量聚丙烯酸酯乳液置于表面皿上，在真空干燥箱中于8O℃干燥3h，采用DT-40型热重分析仪测定热稳定性。

　　1.4.6 印花色牢度

　　耐摩擦色牢度 按GB/T3920-2O08《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》标准测试；

　　耐洗色牢度 按GB/T 3921.1-1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度：试验1》标淮测试。

　　2 结果与讨论

　　2.1 丙烯酸酯无皂乳液的合成工艺

　　2.1.1 聚合温度的影响

　　与常规乳液聚合相同，无皂乳液聚合的温度是一个重要的影响因素，直接关系到聚合体系的稳定性。聚合温度过低，诱导期长，聚合速率小，不利于共聚物乳液的形成；而聚合温度过高，则引发剂的分解速率过快，反应速率剧烈，导致乳液稳定性变差。

　　试验结果表明，聚合温度为70-75℃时，即使延长反应时间，反应仍不完全，残留单体含量较高，难以得到高固含量的共聚物乳液，且乳液易分层；聚合温度为75-78℃时，反应容易控制，残留单体含量较少，反应转化率较高，凝胶量较少，蓝光较强；当聚合温度超过82℃时，反应速率过快，体系产生较多热量，导致最终制得的乳液稳定性较差，凝胶量较多，无蓝光，且易分层。综上分析，取聚合温度为75-78℃。

　　2.1.2 聚合时间的影响

　　在聚合温度一定的条件下，考察聚合时间对合成转化率的影响，结果见图1。

　　图1 聚合时间对转化率的影响

　　由图1可知，在聚合温度一定的条件下，随着聚合时间的延长，转化率升高，但当聚合时间达到3h后，转化率几乎不再变化。由于单体不可能反应完全，故于聚合后升温至8O℃时，补加微量引发剂，继续保温反应1h，以使甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸丁酯完全反应，尽量减少反应体系中的单体含量，提高单体转化率。因此，确定反应总时间为4h。