丙烯酸酯乳液因具有优异的成膜性、良好的耐水性和耐候性,优良的粘结性,受到了人们的重视。应用实践发现,乳液的粒径及其分布会影响涂层的应用性能。在实际生产过程中,由于聚合反应的复杂性、工艺条件的波动以及工程因素的叠加影响,致使乳液聚合反应体系变得十分复杂,乳液的粒径、分布、形貌等理化指标出现差异,进而影响最终产品的应用性能。本论文选择丙烯酸酯乳液聚合体系,着重研究反应的工艺因素和工程因素对乳液粒子尺寸的影响,以及该聚合体系的反应动力学特征,目的是为该类乳液的过程放大和生产实践提供借鉴。以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、和苯乙烯(St)为单体,采用半连续种子乳液聚合工艺,制备了苯丙聚合物乳液。首先研究了乳液聚合过程中的工艺因素和工程因素对不同阶段的乳胶粒粒径及其分布的影响。单体滴加工艺制备的乳液粒径最小,乳化剂用量为10%时,乳液的粒径为96nm,且分布宽度最窄；预乳化工艺中同量的乳化剂,在种子乳液中用量为40%时,乳液粒径最小,为104nm；当预乳液滴加速度小于163mg/s,引发剂滴加速率小于11.5mg/s时,粒径未有变化。TEM测试表明了乳胶粒在整个乳液聚合过程中遵循成核长大的机理。工程因素的研究表明,搅拌桨的桨叶应采用30mm的作用高度,整个乳液聚合中的搅拌速度以250rpm为宜；桨径增大,乳液粒径减小,粒径分布宽度变窄。通过分析反应温度、引发剂浓度、乳化剂浓度、MMA单体和St单体浓度对聚合速率的影响来确定实验体系的动力学特征。体系的表观活化能(?)Ea=19.32kJ·mol-1； Rp∞[1]0.44,Rp∞[E]0.15,反应遵循均相成核机理。MMA单体的用量对转化率无影响,St单体对聚合反应有显著的影响,Rp∞[st]0.18。选取了实验合成的三组乳液,研究它们成膜后的形貌和性能。乳液粒径的大小影响漆膜的质量,细粒径乳液得到更均匀的漆膜,并且漆膜的光泽度高,透明性好,漆膜的硬度增大。SEM测试表明,不同粒径大小的乳液成膜性能良好,薄膜平整,除4%乳化剂用量的漆膜外,所有漆膜的耐冷水性(除14天外)和耐热水性都比较差,均有发白现象。涂膜3天后即表现出良好的耐醇性。乳液呈现假塑性流体的特征,且粘度随着粒径的增加而减小。