在低分子量聚丙烯酸的合成实验中,单体丙烯酸和引发剂过硫酸铵为什么分步加入?具体原理是什么?

乳胶漆是一种水性涂料,以水作为分散介质,高聚物分子均匀地分散在水中形成稳定的乳液作为成膜物质,加入颜填料和各种功能性助剂,经分散研磨形成一种混和分散体系.其组成中有机溶剂含量低,只有2％—8％左右.是一种绿色环保型涂料.目前,乳胶漆的品种主要有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙苯乳胶漆、苯丙乳胶漆、纯丙烯酸酯乳胶漆、叔碳酸酯乳胶漆等,近年来还出现高弹性和高耐候性的有机硅单体、有机氟单体改性丙烯酸乳胶漆.乳胶漆由乳液,颜填料,助剂和水四个部分组成.
2.1乳 液
乳胶漆的乳液决定了乳胶漆的附着力,耐水性,耐沾污性,耐老化性,成膜温度,储存稳定性等根本性能.随着涂料技术的发展进步,现在已经有多种性能不同,用途相异乳液可供选择,如苯丙,酯丙,叔醋,纯丙,硅丙,弹性乳液等.乳液可以自行合成,也可以向有关厂家购买.选择合适的乳液生产乳胶漆是至关重要的.
制造乳胶漆的乳液是由多种单体经乳液聚合合成的,共聚单体的选择将直接决定乳液乃至乳胶漆的性能.合成纯丙乳液时选择甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸等单体作原料.在这些单体中,甲基丙烯酸甲酯主要为乳液提供必要的硬度,耐大气性和耐洗刷性,甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸丁酯,提供树脂的弹性、柔韧性、耐冲击性和涂膜的附着力.丙烯酸为分子结构提高亲水基团可增加涂膜与基材的附着力.
2.2颜填料
生产乳胶漆的颜填料有钛白粉(金红石型和锐钛型),立德粉,重质碳酸钙,轻质碳酸钙,滑石粉,瓷土,云母粉,白炭黑,重晶石粉,沉淀硫酸钡,硅酸铝粉等.用于外墙乳胶漆的颜填料有金红石型钛白粉,重质碳酸钙,滑石粉,云母粉等,适用于内墙乳胶漆的颜填料有锐钛型钛白粉,立德粉,重质碳酸钙,轻质碳酸钙,滑石粉,瓷土,硅酸铝粉等.各种颜填料的密度是不同的,其性能差别也很大.
各种颜填料的密度
颜填料名称 密度
金红石型钛白粉 4.2
锐钛型钛白粉 3.9
轻重钙 2.7
滑石粉 2.8
瓷土 2.6
颜填料的吸油量是乳胶漆的一个重要指标,在同样的稠度下,吸油量大的颜填料比吸油量小的颜填料要耗费较多的漆料,不同颜填料的颜色,遮盖力,着色力,粒度,晶型结构,表面电荷,极性等物理性能均不相同,也决定了其化学性能(耐化学品性,耐侯性,耐光性,耐热性)的不同,因此合理选择颜填料的数量品种在乳胶漆的生产中也很重要,它决定了乳胶漆分散性能的好坏、遮盖能力、耐老化性、外观状态、储存稳定性等各种性能.
2.3助剂
乳胶漆中使用的助剂有润湿剂,分散剂,增稠剂,消泡剂,成膜助剂,PH调节剂,防腐剂,防霉剂等.其中分散剂和增稠剂的使用尤为重要,早期的乳胶漆或者低成本涂料中用的分散剂多采用多聚磷酸盐类,如六偏磷酸钠,三聚磷酸钠,在高PVC低成本的乳胶漆中,选用聚丙烯酸盐和阴离子,非离子多官能团嵌段共聚物为分散剂.
增稠剂主要品种为纤维素衍生物类(HEC),聚丙烯酸酪乳液增稠剂(碱膨胀增稠剂)和缔合型增稠剂三大类,可分别使用,也可以相互合理搭配使用.颜填料体积浓度高时乳胶漆使用HEC和聚丙烯酸盐类为主,中低颜填料体积浓度的外墙乳胶漆中使用缔合型增稠剂为主.
乳胶漆的触变指数的高低是所用增稠剂效果的最好检测.流平性好的乳胶漆,其TI＜4,流平性要求不高的乳胶漆,其TI可略高.实践证明,HEC增稠的乳胶漆增稠效率高,用量少,但流平性差,刷痕不容易除去.聚丙烯酸酪乳液使用便利,但是容易受到PH值影响.缔合型增稠剂性能优良,但价格比较贵.
特殊品种助剂具有显著作用：硅助剂可以明显改变乳胶漆的附着力,蜡助剂可以使乳胶漆呈现荷叶效果,氟碳助剂则极大的改变了乳胶漆的附着力,防水性能和耐沾污性.
2.4水
乳胶漆所用水为去离子水,可由专用的脱离子水器生产,乳胶漆用水标准可以参照蒸汽锅炉用软水指标：总硬度＜0.3毫克当量/升；而将自来水用于乳胶漆生产是不合适的,短时期内尚无明显变化,长期储存则极容易沉淀,并容易造成破乳.
三．主要试剂
实验试剂：
甲基丙烯酸甲酯,甲基丙烯酸丁酯,丙烯酸丁酯,丙烯酸甲酯,丙烯酸,去离子水,过硫酸铵,十二烷基磺酸钠,吐温－60,消泡剂.
四．实验设计
（一）纯丙乳液的合成
目标产物：乳白色的纯丙乳液
提 示：
1．聚合机理及聚合方法：自由基聚合,乳液聚合
2．反应装置：常规乳液聚合装置
要 求：
1．根据所需的目标产物,确定聚合配方、聚合机理及具体聚合方法；
2．确定聚合装置及主要仪器,画出聚合装置简图；
3．研究乳液聚合的动力学过程,确定影响乳液性能的因素,如：软、硬单体用量比例,乳化剂选择,引发剂用量等.
（二）纯丙乳胶漆的制备
目标产物：乳白色的纯丙乳胶漆的制备
提 示：
1．制备方法：高速分散,砂磨混合
2．反应装置：高速分散机,砂磨机
再问： 请看清问题，同志