核-壳聚合物乳液的合成及防粘连性能研究

    1 前言

    感光材料在生产和使用过程中的粘连,是由于感光乳剂的成膜物,即卤化银晶体的支持体明胶的吸湿性造成的。在胶片护膜层添加毛面剂是目前防止胶片粘连最有效的方法。当前广泛使用的毛面剂是甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)的共聚物。

    作为毛面剂的聚合物粒径一般在1~10Lm,但常规乳液聚合得到的乳胶粒粒径在017Lm以下,而悬浮聚合得到的聚合物粒径在100Lm以上。因此当前共聚物毛面剂流行的制备方法是先用溶液聚合合成出的聚合物脂,再将树脂溶于适当溶剂,分散于明胶溶液中,溶剂蒸出得到一定粒径的聚合物做毛面剂使用〔1〕。该方法的缺点是聚合物粒径分布宽,质量影响因素较多而防粘连性能不稳定,合成及分散需大量溶剂造成环境污染和使成本提高,制备的毛面剂需低温保存。

    近年来发展起来的核-壳型聚合物乳液制备方法,是通过种子乳液聚合直接合成微米级聚合物颗粒最成功的方法〔2〕。通过分步聚合克服了上述分散型毛面剂的制备缺点,可按设计粒径得到聚合物。核-壳型聚合物可以通过设计使核层和壳层分别富集同种或不同种的高分子成分,而对聚合物的性能进行改进如成膜性、硬度、弹性等,核-壳间过渡态又赋予聚合物特殊性能〔3〕。

    本文以丙烯酸丁脂(BA)为核层单体,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA)为

壳层单体,合成出了核)壳型聚合物乳液,用做感光材料的毛面剂。在这样的乳胶粒中,核层呈橡胶相的PBA使胶液粒具有弹性,壳层PMMA/MMA为塑料相,使乳胶粒具有一定的刚性和硬度,而不同的共聚比使乳胶粒获得一定的碱溶性。

    2 实验部分

    2.1 试剂和仪器

    化学药品:丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯酸(MAA),十二烷基硫酸钠、过硫酸钾、过氧化二异丙苯均为AR级,MS-1为工业级。

    实验过程中测试仪器:表面张力测试 JZHY1-180型界面张力仪(河北省承德市材料实验厂);电镜照片 日立H-800型透射电子显微镜(日本);粒径及粒径分布测试 Au-tosizer IIcUserManual激光散射粒径仪(英国)

    2.2 合成

    (1)种子乳液合成:在装有搅拌器、冷凝器、温度计和氮气管的四口烧瓶中,加入去离子水、乳化剂和丙烯酸丁酯,搅拌乳化30min,通氮气,升温至70?2e加入引发剂过硫酸钾反应3 h,再提高温度10e继续反应30min,使单体转化完全,冷却出料。

    (2)核-壳聚合物乳液合成:将种子乳液加入反应瓶,加入定量的去离子水,补加一定量的乳化剂,加入壳层单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA),在30e搅拌平衡溶胀3 h,升温至60~70e,加入引发剂过氧化二异丙苯,反应5 h,即得核-壳型聚合物乳液。