Abstract
本文主旨在探討含親水性共單骿之苯乙烯無乳化劑乳化聚合反應之反應動力與成機構。採用的非離子型共單體是丙烯酸(AcrylicAcid,AA),起始劑為過硫酸鉀(Potassium Persulfate,KPS)。發現在AA 的系統中,Np與〔AA〕的0.45次方成正比,此處Np表粒子數目密度。此值小於離子型親水性共單體如NaUI,NSEM,而大於非離子型的 HEMA。Np與〔KPS〕的0.63次方成正比,此值大於離子型親水性共單骿系統的0.5次方,顯示KPS 在本系統中佔有較重要的地位。Np與〔離子強度〕的-1.0次方成正比,此值小於〝Styrene╱KPS╱Water〞 系統而的-0.78,顯示離子強度對於本系統有較大的影響。由於AA的弱解離度,使的AA兼具非離子型與離子型共單體的特性。反應初期, 由共聚合方程示的計算有不溶於水但具吸水性之共聚合物產生, 具穿透式電子顯微鏡(TEM )照片顯示粒子表面呈現不規則狀,表示表面吸水程度嚴重,由於並且沒有寡分子出現,可知粒子的成核乃是經由均相成核機構產生。此時分子量分佈為雙峰分佈(Bimodel Distribution),顯示有兩種不同的反應區存在。在粒子成長期間,TEM 照片顯示粒子內有不均勻的空胞區出現,表示粒子內單體濃度相當的高。而非Core-Shell Model所假設的有高分子Core存在。由於粒徑極大,帶有活性自由基的高子末端,因受分子鏈段分布的限制,而無法使自由基均勻分佈於粒子內(最大鏈段分布位於(2╱3r2)1/2 位置,r2 為平均方距離(Mean Squape End-To-EndDistance),鏈端使粒子由粒子內均相合反應轉為瞉層反應(Shell-RegionPolymerization)。而此Shell 層的厚度會受到粒子表面組成,表面靜電斥力,及離子強度的影響,而有不同厚度的Shell層。