商业乳液聚合通常以半分批的方式进行,在聚合过程中,单体和可能的其他配方成分(引发剂、表面活性剂、链转移剂)被缓慢地添加到反应器中。相反,在批处理工艺中,所有单体和其他配方成分都是在工艺开始时添加的。采用半批量模式的主要原因是安全;在任何时候,单体的总含率都很低,因此在发生事故(例如冷却损失)时,失控反应不会带来严重的安全风险。然而,与乳胶性能相关的其他重要优点可以通过半分批工艺实现,更具体地说,是一种简单的半分批工艺,通过保持单体馈送到反应器的低速率,聚合物颗粒内的单体浓度保持在非常低的水平。下图展示了分批反应、半分批反应和饥饿喂食条件下聚合物颗粒内单体浓度的不同分布。

聚合物颗粒内保持较低的单体浓度也降低了二次成核的可能性,因为水相中的单体也较少。二次成核改变了所需的颗粒大小分布,并可能导致稳定性问题。水相中的单体越少,制备水溶性聚合物或低聚物的倾向也就越小,这也会导致乳胶的稳定性问题以及改变乳液的流变行为。

很少有单体对能以相同的速率相互反应,有些共聚,如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与醋酸乙烯酯,表现出明显不同的单个单体的反应活性。在甲基丙烯酸甲酯与醋酸乙烯酯的批量共聚中,在反应早期形成的聚合物主要由甲基丙烯酸甲酯组成,而在聚合后期产生的聚合物主要由醋酸乙烯酯组成。一种更加均匀的聚合物组成可以用饥饿喂养的过程生产;保持两种单体的低浓度“迫使”它们相互反应,因此在整个反应中得到更均匀的共聚物组成。

最后,也许对某些应用来说最重要的是,饥饿喂养工艺可以设计特定类型的颗粒形态,例如具有较高Tg(硬)核心和较低Tg(软)外壳的颗粒,这可以在保持最终涂层硬度的同时提供较低的最低成膜温度。

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