选乳液一定要“看”工艺。
水性涂料的市场越来越好，对水性涂料来说，选择乳液的性能是至关重要的，聚合工艺对乳液的性能有多大的影响呢？我以一种氟碳乳液的不同性能来看看聚合工艺的影响，有助于你选择性能优良的乳液。
比较一种含氟乳液的间歇工艺、半连续工艺和预乳化半连续工艺三种乳液聚合工艺，实验结果见下表。
聚合工艺
间歇工艺
半连续工艺
预乳化半连续工艺
乳液外观
乳白，有浅黄色的油滴
浅蓝，有浅黄色的油滴
蓝
固含量/%
45.545.2
45.3
单体转化率/%
84.593.4
98.7
凝聚物含量/%
4.63
1.72
0.37
粒径/nm
14610679
粒径分布指数
0.2370.1520.03
贮存稳定性
较差一般很好
注：烃类乳化剂用量2.5%；含氟乳化剂用量0.3%；引发剂用量0.4%；NaHCO3浓度0.3%；单体滴加时间4h；聚合温度55℃；搅拌强度150r/min；单体采用超声波预乳化。
由上表可以看出，采用预乳化半连续工艺进行乳液聚合，单体的转化率、聚合稳定性及乳液的贮存稳定性均优于其他两种聚合工艺。
这是由于在间歇聚合工艺中，聚合反应需要经过一定时间的诱导期才开始进行，而一旦开始反应，会有大量的热量放出，反应会随之逐渐加快；当短时间内反应热来不及转移时，反应釜中的温度会急剧升高，引起反应进一步加速，这时体系中的乳化剂就会难以迅速吸附到乳胶粒表面，一部分乳胶粒表面没有被乳化剂覆盖，出现所谓的“秃顶”现象，这样乳胶粒间的聚结作用力增大导致产生凝聚，从而使聚合反应失稳。另外，在间歇聚合体系中亲水性单体在水相中的含量相对较高，它们在水相中发生均聚的概率增大，水相聚合形成的亲水性聚合物增多，而这些均聚物具有絮凝作用，这样乳胶粒间因絮凝而凝聚的倾向增大；由于反应中大量的热量不能及时转移，致使分子运动加剧，加速了凝聚物的形成，从而导致聚合反应稳定性差。由于聚合中乳化剂一次性加入，聚合过程中不断形成新的乳胶粒，致使粒径分布很大。而含氟单体与其他单体的相容性较差，与其他单体聚合的概率下降，这也会影响到反应的转化率和产品的性能。
对于半连续工艺，聚合过程中凝聚物含量减少，聚合稳定性较好，反应转化率较高，贮存稳定性也转好。这是由于采用半连续工艺时，单位时间单位体积内亲水性单体的含量相对较低，滴加到反应釜中的单体能较快地在乳胶粒中聚合，水相中游离的单体少，亲水性单体在水相成核的机会就较少，所产生的亲水性聚合物也就少，引起乳胶粒间絮凝的概率较小，因此聚合反应的稳定性高。从乳液外观来看，间歇工艺和半连续工艺所得的乳液表面都漂有浅黄色的油滴，这与含氟单体的颜色一致，这可能是由于含氟单体与其他物质的相容性差，部分含氟单体难以进入到乳胶粒中进行聚合反应之故。
而对于预乳化半连续工艺，由于单体首先进行了预乳化处理，含氟单体与其他单体得到均匀混合，使聚合反应得以顺利实现；而亲水性单体始终处于乳化剂的保护之下，使得它们在水相中聚合的概率减小，也就减少了凝胶现象的出现；另外，乳胶粒增大而裸露的部分表面因乳化剂的不断补充而能得到及时的覆盖，这有利于减少乳胶粒间的聚结，从而减少凝聚物的生成，增加乳液聚合反应的稳定性，乳胶粒粒径分布较均匀。而从最终产品的外观来看，聚合所得乳液没有浅黄色油滴出现，表明预乳化可提高含氟单体与其他单体的相容性，有利于含氟单体的聚合。由于亲水性基团分布在乳胶粒表面，乳胶粒表面的羧基盐化后乳胶粒变小，致使乳胶粒粒径较小。
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