丙烯酸树脂是以含有酯键的丙烯酸酯单体（如丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯等）为主体材料，并与不饱和烯烃类单体（如苯乙烯、丙烯腈等）共聚而成。为了应对各种使用环境，还会引入各种功能单体，如羧基、羟基、酰胺类、有机硅类、环氧基类等，这些功能单体不仅可以优化丙烯酸树脂的性能，还能引入新的交联点。

丙烯酸树脂的主链为碳碳长链，具备良好的耐热性和加工性能等优点，广泛应用于建筑、军品、日化、交通工具等领域，已成为涂料发展的重点方向之一。

早期，丙烯酸树脂为提高附着力，在聚合过程中加入其他单体，用以提高丙烯酸树脂对基材的附着力。但随着科学技术的发展，现有的丙烯酸树脂已经无法满足市场需求，具有多种特殊性能的功能单体逐渐被运用在各种丙烯酸树脂中。

然而，丙烯酸树脂中的功能单体会对树脂性能起到怎样的特殊作用？下表是常见功能单体在丙烯酸树脂中的作用。

 功能单体在丙烯酸树脂中的作用

那如何判断各种丙烯酸树脂中的功能单体？

当树脂中功能单体含量较高时，可在Py-GCMS中检测到完整的单体；但在功能单体含量较低时，只能通过搜索质子峰，并根据标样的标准谱图的质子峰及流出时间，对功能单体进行定性。

而对于样品中添加量极少、在Py-GCMS中很难检测到完整单体的功能单体（类似于丙烯酰胺等），微谱技术专家团队会针对性的进行方法开发。微谱经过数十年的积累，谱图库几乎囊括市面上所有物质，并且每年技术专家团队们都会对其中的分析难点进行研讨和方法开发，发表的各种类型研发项目多达几百篇。今天小微将带您深入了解丙烯酸树脂功能单体及其分析方法。

常见的含羟基的功能单体：丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯等，具备无溶剂、环保、耐候性好、附着力强等优点，常用于各类胶粘剂、涂料，也称为羟基丙烯酸树脂。

羟基能与水形成氢键，将含羟基的功能单体引入丙烯酸树脂，可以提高树脂的亲水性。羟基单体在树脂中的添加量较低或和其他物质发生反应时，可以在Py-GCMS谱图中搜索到单体信息时，也可在HS-GCMS谱图中搜索游离的羟基单体进行定性；也可通过羟值滴定的方式对微量的羟基单体进行定性定量。

图2 丙烯酸羟乙酯的结构式

羟基单体可以提供与聚氨酯固化剂、氨基树脂交联的官能团，使得聚合物发生交联，提高树脂的热稳定性、机械性能、耐老化性、耐化学性等，并改善树脂的加工性能。

分子中具有羧基的化合物称为羧酸，常见含羧基的功能单体有甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸等，常用于医药、涂料、电子材料等领域。

甲基丙烯酸和丙烯酸是丙烯酸树脂中较常用的两个单体，甲基丙烯酸带一个甲基，亲油性能强，在乳液聚合过程中均匀的分散在树脂内；丙烯酸亲水性较强，乳液聚合过程中主要分布在树脂表面，耐水性能较甲基丙烯酸差。羧酸单体添加量较少时，羧酸单体在Py-GCMS谱图中搜索质子峰定性，并通过酸值滴定的方式进行定量。

当样品中存在成盐剂时，羧酸单体与成盐剂反应，酸值滴定检测到酸值将会比实际酸值低，可通过成盐剂的含量及pH值反向推算羧酸单体的含量。

丙烯酰胺是较常见的酰胺基单体，酰胺键可以发生氢键作用，增强分子间的相互作用力，也可以提高聚合物的水溶性、化学活性、热稳定性和热性能。

丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺等是较为常见的酰胺基单体。丙烯酰胺在Py-GCMS谱图中很难检测到单体，一般由特征裂解碎片信息进行定性，运用烘干样FTIR图谱判断丙烯酰胺是否存在，并借助有机元素分析仪检测N元素含量，通过换算对丙烯酰胺进行精确定量，或利用FTIR和NMR进行定性定量。

 酰胺类单体在丙烯酸树脂中的FTIR谱图

环氧基的结构式为-CH(O)CH-，反应性强，能在温和的条件下与伯胺基、巯基或羟基等亲核试剂发生开环反应，分别形成仲胺、硫醚或醚键，开环聚合或与其他化合物加成反应后分子链增长。

含环氧基团的功能单体，主要由甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸缩水甘油酯、新癸酸缩水甘油酯等物质组成，通过引入丙烯酸酯共聚物，可提高共聚物的硬度、光泽度、附着力及紫外线吸收性能、热稳定性等，常用于粉末涂料、热固性涂料、纤维处理剂、胶黏剂等，还能作为环氧树脂的活性稀释剂、氯乙烯的稳定剂、橡胶和树脂的改性剂。

环氧基团上的亚甲基、次亚甲基呈现三种不同的化学位移，在NMR谱图3.2ppm、2.8ppm、2.6ppm呈现峰面积比为1：1∶1的三个包峰。 

甲基丙烯酸缩水甘油酯作为合成单体时在NMR谱图中化学位移

随着各行业对丙烯酸涂料的需求日益增多，具有耐腐蚀性、耐沾污性、高附加值的装饰性丙烯酸涂料，拥有巨大的市场潜力。采用有机硅、氟、溴改性丙烯酸树脂已成为目前的研究热点之一。

有机硅树脂以Si-O-Si为主链，Si-O键能远大于C-C键能、C-O键能，因此有机硅具有良好的耐热性、耐降解性、疏水性能、耐刮擦性、耐磨性等优点，同时有机硅也存在成本高、成膜性能差等缺点。通过共聚改性，把聚硅氧烷和丙烯酸树脂进行共聚，形成二元或三元互穿聚合物网络，提高树脂的综合性能。常见的有机硅单体如下表所示：

 常见改性丙烯酸树脂的有机硅单体

氟元素是化学周期表中电负性较强的元素，碳氟键（C-F）键距短、键能高、表面能低，将含氟单体引入丙烯酸树脂，可有效降低漆膜的表面能和表面张力，起到疏水、疏油、热稳定和耐腐蚀性的作用。

全氟辛基丙烯酸酯的GCMS出峰时间、质子峰及匹配图峰

含氟丙烯酸单体可以在GCMS、PGC的谱图中检测到完整的单体，也能借助XRF筛查特殊元素，并运用IC对含氟丙烯酸单体进行绝对定量。

常见含氟丙烯酸单体

将含溴单体引入丙烯酸酯树脂，可以提高树脂的阻燃性能，常运用在建筑屋内的窗帘、地毯等内装饰材料。

磺酸类丙烯酸单体的化学性质非常稳定，具有较高的热稳定性和化学稳定性，在水处理、人工器官、电解质膜、光波导等领域运用广泛，如2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）等。磺酸类单体添加到丙烯酸酯共聚物中，具有以下特点：

微谱对于丙烯酸树脂的分析有着丰富的研究经验，可通过多种仪器测试手段，强大的谱库建设与团队解析经验，可以分析各种合成单体、功能单体的定性定量，交联单体、以及功能助剂等的定性。同时，微谱紧跟市场新产品的更新换代，针对各种优化的产品进行项目研究，可进行对比分析产品的优异，也可以帮助研究新型产品，完善产品的性能。如您有相关需求，欢迎联系我们详询。