在乳液聚合反應(yīng)過程中易產(chǎn)生凝膠,并且會在釜壁掛膠,不僅影響聚合釜的傳熱效率,降低了產(chǎn)品收率,更重要的是出料、清釜困難,降低了聚合釜的生產(chǎn)強度,增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。
其中,攪拌轉(zhuǎn)速是生產(chǎn)凝膠的關(guān)鍵因素。如果攪拌轉(zhuǎn)速太小,則單體分散不好,混合不均勻,會發(fā)生單體局部過濃,甚至發(fā)生單體分層的現(xiàn)象,局部發(fā)生本體聚合,導(dǎo)致凝膠的產(chǎn)生。這些單體局部過濃區(qū)域還會從乳液中捕集乳膠粒,這又加快了凝膠的產(chǎn)生。同時,如攪拌轉(zhuǎn)數(shù)太小,則傳熱效果差,在聚合釜內(nèi)的不同區(qū)域產(chǎn)生溫差,溫度較高區(qū)域的乳液容易喪失穩(wěn)定性而產(chǎn)生凝膠;若攪拌轉(zhuǎn)數(shù)太大,乳液體系內(nèi)部剪切力作用太大;另外,攪拌轉(zhuǎn)數(shù)過大會給乳膠粒很大的能量,當乳膠粒的能量超過乳膠粒之間的能量時,乳膠粒就會發(fā)生聚結(jié),產(chǎn)生凝膠。所以,要在不同的反應(yīng)階段采用不同的攪拌轉(zhuǎn)數(shù),避免凝膠產(chǎn)生。
在乳液聚合開始前,采取較大的攪拌轉(zhuǎn)數(shù)使所加入的單體使很小珠滴的形式分散到水相中,形成穩(wěn)定的乳狀液。在乳液聚合反應(yīng)開始階段(即乳膠粒的生成階段)應(yīng)采取中等攪拌轉(zhuǎn)數(shù),這樣既保證單體珠滴穩(wěn)定分散而不發(fā)生聚并,又可提供良好的傳熱條件,使乳液體系保持恒溫;當乳液聚合反應(yīng)到中后期(即乳膠粒長大階段)應(yīng)采取較小的攪拌轉(zhuǎn)數(shù),僅為保持良好的傳熱與混合,防止凝膠的產(chǎn)生。攪拌時既有剪切作用,又會產(chǎn)生對流;既有軸向混合,又有徑向混合。因乳液法是特殊的工藝過程,引發(fā)劑是間隔加入乳化體系中,而加入的引發(fā)劑又不能很快滲透到整個乳化體系,必然造成局部反應(yīng)激烈,使乳膠聚結(jié),所以攪拌葉必須向下翻,使引發(fā)劑盡快滲透到乳化體系中,以減少凝膠的產(chǎn)生。