丙烯酸系增稠劑的聚合方法的研究畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-06-23 22:16本頁面
【正文】 羥丙酯（g）OP10（g）SDS（g）APS（g）去離子水（前）（g）去離子水（后）（g）13515235153351543515 NO.乳液PH 粘度()1450247034不穩(wěn)定44不穩(wěn)定 表34描述了丙烯酸的量對乳液的影響，由乳液的粘度可以看出，乳液的粘度明顯增大。由實(shí)驗(yàn)知道，MAA的用量為10．0％時(shí)，合成乳液的過程中將有大量凝聚物產(chǎn)生。這可能是因?yàn)镸AA的用量過多，在乳膠粒表面上富集大量的羧酸根離子，乳膠粒表面離子之間斥力增大，造成乳液穩(wěn)定性下降。綜合MAA性質(zhì)及在乳液中的作用，由于羧基是親水基團(tuán)，同時(shí)由于它的存在在一定程度上可以增進(jìn)乳液的穩(wěn)定性[15]。所以本實(shí)驗(yàn)中，其用量以占單體的3．0％最佳。 乳化劑對乳液穩(wěn)定性的影響在實(shí)驗(yàn)過程中我們發(fā)現(xiàn)，保持乳液體系穩(wěn)定是成功地進(jìn)行乳液聚合的必要條件，本試驗(yàn)中我們采用了OP10和SDS作為復(fù)合乳化劑。為了得到穩(wěn)定的乳液，本實(shí)驗(yàn)共設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)方案：①固定非離子乳化劑OP10的用量，改變陰離子乳化劑SDS的用量，考察合成乳液的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表35。②固定陰離子乳化劑的用量，改變非離子乳化劑OP10的用量，考察合成乳液的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表36。表35 乳化劑的用量及陰離子非離子乳化劑配比對乳液穩(wěn)定性的影響%不變，改變SDS的量SDS占（%）SDS:OP10:1:1:1:1乳化劑用量占單體（%）乳液狀態(tài)有凝聚物少量凝聚物有凝聚物少量凝聚物，較粘稠凝聚物（%）轉(zhuǎn)化率（%）60℃成膜外觀透明透明透明透明 乳化劑的用量及陰離子非離子乳化劑配比對乳液穩(wěn)定性的影響%不變，改變非離子乳化劑OP10的用量OP占單體（%）SDS:OP101:1:1:1:乳化劑總量占單體（%）乳液狀態(tài)有粗粒子藍(lán)色明顯少量凝聚物藍(lán)色明顯大量凝聚物大量凝聚物凝聚物（%）轉(zhuǎn)化率（%）60℃成膜外觀透明透明透明不太透明從表3表36可以看出，只有當(dāng)乳化劑配比SDS：OP=1：2時(shí)，乳液較穩(wěn)定，凝聚物質(zhì)量占單體的3％。乳化劑用量太少是乳液聚合產(chǎn)生凝聚物的原因之一，當(dāng)乳化劑濃度低時(shí)，僅部分乳膠粒表面被乳化劑分子覆蓋。在這樣的條件下乳膠粒易發(fā)生聚結(jié)，有小乳膠粒生成大乳膠粒，產(chǎn)生凝聚物。 圖譜分析圖31結(jié)果如圖31所示。；， 處峰為苯環(huán)的骨架震動吸收峰，說明聚合物中有苯環(huán)存在。，說明有C═C═C的伸縮振動峰存在；可能是多余未反應(yīng)完得丙烯酸單體，說明有CH3的反對稱伸縮峰存在。 堿溶性丙烯酸增稠劑的增稠機(jī)理增稠劑中帶有羧基的分子鏈在酸性或中性條件下表現(xiàn)為螺旋屈曲的膠團(tuán)狀態(tài)，加入堿溶液后，羧基電離為羧酸根離子，在靜電斥力的作用下，膠團(tuán)中的無規(guī)線團(tuán)展開為直鏈棒狀；大的分子鏈完全溶解在水相中。電離的羧基與水形成水合離子態(tài)，阻礙了水分子的流動性，引起乳液粘度增大，達(dá)到增稠的目的。 這種堿性溶脹的丙烯酸乳化聚合物。供應(yīng)時(shí)大部分聚臺物的羧基組分呈質(zhì)子化形態(tài)，聚臺物的分子卷曲起來并對液體提供很少的懸浮性和黏度。中和時(shí)，聚合物分子離子化并且離子羧酸鹽的相互電荷排斥而伸展，給予其所屬的水基體系懸浮性及增稠性。這機(jī)理被稱為“水動力”增稠。原理如下圖所示[16]。圖32 丙烯酸系列增稠劑增稠原理丙烯酸系增稠劑屬于陰離子增稠劑，一般將增稠劑溶于水中，用堿中和。在實(shí)驗(yàn)中，我們把10%的聚合物溶解于一定量的水中，用1mol/L的NaOH中和以起到增稠作用。剛開始的聚合物的pH為4，當(dāng)用NaOH中和到聚合物的pH=78時(shí)，聚合物體系從奶狀乳液變成透明凝膠。由于在實(shí)驗(yàn)中自己做的丙烯酸系增稠劑不是很好，增稠效果不是很明顯。所以我們用了某公司的樣品測了不同pH值下增稠劑的粘度變化圖，見圖33。圖33 不同PH下的粘度變化圖圖33可以看出：隨著pH值的增大，增稠劑的粘度先是增大，達(dá)到一最大值后，緩慢呈下降趨勢，對于同一增稠劑，達(dá)到最大值時(shí)pH7，固含量越高，粘度越大。 結(jié) 論在以上的的聚合過程中，采用復(fù)合乳化劑OP10和SDS，所得的乳液有良好的穩(wěn)定性，乳液粒徑分布較窄。聚合溫度為7072℃，后期升溫至95℃使乳液中未反應(yīng)的單體反應(yīng)完全。OP10的量一定要適量，過多會影響乳液的穩(wěn)定性。攪拌的速度和實(shí)驗(yàn)溫度對乳液聚合也很重要。該工藝對環(huán)境無污染，生產(chǎn)成本較低，對工業(yè)化生產(chǎn)有一定的參考價(jià)值。 參考文獻(xiàn)[1] 曹同玉, Merry A J, Wilson M P. 天津大學(xué)學(xué)報(bào), 1981, 4 : 4445.[2] 曹同玉, 袁才登, 戴俊燕等. 高等學(xué)校化學(xué)工程學(xué)報(bào), 1996, 10(3): 371372.[3] 趙科, 孫培勤, 劉大壯. 高分子材料科學(xué)與工程, 2003, 19(4): 7576.[4] 彭慧, 程時(shí)遠(yuǎn). 合成橡膠工業(yè), 2006, 29(4): 310312.[5] 杜夢林. 聚合物乳液通訊, 1993, (2): 13.[6] 耿耀宗, 曹同玉, 聚合物乳液制造與應(yīng)用技術(shù). 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1999. 193.[7] 金養(yǎng)智. 丙烯酸化工, 1994, 7(2): 2930.[8] 唐黎明, 闞友成. 室溫交聯(lián)丙烯酸酯聚合物乳液及其涂料的研究. 中國涂料, 2000(4): 2325.[9] 曹同玉, 劉慶普, 胡金生. 聚合物乳液合成原理、性能及應(yīng)用. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社. 2002.[10] 趙晨陽，李效玉. 高固含量的苯乙烯/丙烯酸丁酯/丙烯酸共聚物乳液的制備. 現(xiàn)代化工, 2004, 24(7):4446.[11] 韓淑珍等. 丙烯酸酯苯乙烯核殼結(jié)構(gòu)乳液共聚合的研究. 北京化工學(xué)院學(xué)報(bào), 1991(4): 2224.[12] Weyenberg D R, Findlay D E, Cecapa J R, Bey A .(Part C)1969, 27(27).[13] Garr E L, Johnson P ,41(1588).[14] Hansen F K,Ofstad E B, Ugelstad and Practice of Emulsion :Academic Press,1976,1314.[15] Ugelstad J, Hansen F K, Lange . 1974, 175(2): 507.[16] Hofman F Delbruck K, Farbenfabriken Bayer A . 250690. 1909. 致 謝 本論文從選題到具體的研究工作，都是在導(dǎo)師楊潤苗老師的悉心指導(dǎo)下完成的。一學(xué)期以來，我的每一點(diǎn)進(jìn)步都離不開導(dǎo)師的關(guān)心和指導(dǎo)，是他為我們創(chuàng)造了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)風(fēng)氣和良好的科研環(huán)境。導(dǎo)師實(shí)事求是的治學(xué)作風(fēng)、敏銳的洞察力、淵博的學(xué)識以及儒雅的學(xué)者風(fēng)范，使我受益無窮。在此向楊老師致以最真摯的敬意和感謝
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