N-羟甲基丙烯酰胺的丙烯酸乳液交联单体研究

N -羟甲基丙烯酰胺（NMA）作为丙烯酸乳液的交联单体，在提高乳液性能方面具有重要作用，以下是关于它的研究介绍：

一、结构与性质

N-羟甲基丙烯酰胺的分子结构中含有碳碳双键和羟甲基，碳碳双键使其具有与丙烯酸酯类单体相似的聚合活性，能够参与自由基聚合反应，与丙烯酸酯等单体共聚形成共聚物。

羟甲基（-CH?OH）是一个具有反应活性的基团，在一定条件下，羟甲基可以与聚合物链上的其他基团（如羧基、羟基等）发生反应，形成交联结构，从而提高聚合物的性能。

二、在丙烯酸乳液中的交联作用机理

聚合过程中的共聚反应：在丙烯酸乳液聚合过程中，NMA 与其他丙烯酸酯单体在引发剂的作用下发生自由基共聚反应，NMA 分子中的碳碳双键打开，与其他单体的自由基结合，从而将 NMA 引入到聚合物链中。

交联反应：在乳液成膜过程中或后续的固化过程中，NMA 上的羟甲基会发生交联反应。例如，羟甲基可以与聚合物链上的羧基发生酯化反应，或者与其他羟甲基发生缩聚反应，形成醚键等交联结构，使聚合物分子链之间相互连接，形成三维网状结构。

三、对丙烯酸乳液性能的影响

提高力学性能：交联结构的形成使聚合物分子链之间的相互作用增强，限制了分子链的相对运动，从而提高了乳液成膜后的硬度、拉伸强度和耐磨性等力学性能。

改善耐水性：交联结构可以减少聚合物分子链上的亲水基团暴露在表面的机会，降低了聚合物对水的吸附能力，同时三维网状结构也阻碍了水分子的渗透，使乳液膜的耐水性得到显著提高。

增强耐热性：交联后的聚合物分子链由于形成了稳定的三维结构，在受热时不易发生分子链的滑动和降解，因此乳液的耐热性得到提高，热稳定性增强。

提高粘接性能：NMA 的引入可以使乳液在与基材表面接触时，通过羟甲基与基材表面的活性基团发生化学反应，形成化学键合，从而提高乳液对基材的粘接强度。

四、研究实例

有研究通过改变 N - 羟甲基丙烯酰胺的用量，制备了一系列丙烯酸乳液。结果表明，随着 NMA 用量的增加，乳液的粒径逐渐减小，这是因为 NMA 参与聚合反应，增加了聚合物链的交联点，使聚合物分子链在乳液粒子中的分布更加均匀，粒子尺寸更加规整。

当 NMA 用量为单体总量的 5% 时，乳液成膜后的拉伸强度比未添加 NMA 时提高了 30%，而断裂伸长率略有下降，说明适量的 NMA 可以在不显著降低柔韧性的前提下，有效提高乳液膜的力学性能。同时，乳液膜的耐水性也得到明显改善，在水中浸泡 72 小时后，吸水率仅为 8%，而未添加 NMA 的乳液膜吸水率高达 15%。

五、研究方向与展望

新型交联体系的开发：探索将 N - 羟甲基丙烯酰胺与其他新型交联单体或交联剂复配使用，开发出性能更优异的交联体系，进一步提高丙烯酸乳液的综合性能。

环境友好型交联技术：研究在更温和、更环保的条件下实现 N - 羟甲基丙烯酰胺的交联反应，减少对环境的影响，符合绿色化学的发展趋势。

功能化应用拓展：结合不同领域的需求，开发具有特殊功能的丙烯酸乳液，如自修复功能、抗菌功能等，通过对 N -羟甲基丙烯酰胺进行功能化改性或与其他功能性物质复合，赋予乳液更多的应用价值。

本文来源于：济南世纪通达化工有限公司 http://www.jinan-sjtd.com/