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。由實驗知道，MAA的用量為10．0％時，合成乳液的過程中將有大量凝聚物產(chǎn)生。這可能是因為MAA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，同時由于它的存在在一定程度上可以增進乳液的穩(wěn)定性[15]。所以本實驗中，其用量以占單體的3．0％最佳。 乳化劑對乳液穩(wěn)定性的影響在實驗過程中我們發(fā)現(xiàn)，保持乳液體系穩(wěn)定是成功地進行乳液聚合的必要條件，本試驗中我們采用了OP10和SDS作為復(fù)合乳化劑。為了得到穩(wěn)定的乳液，本實驗共設(shè)計了以下兩個方案：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。實驗結(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。實驗結(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)有粗粒子藍色明顯少量凝聚物藍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，只有當乳化劑配比SDS：OP=1：2時，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，當乳化劑濃度低時，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，膠團中的無規(guī)線團展開為直鏈棒狀；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，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。在實驗中，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，當用NaOH中和到聚合物的pH=78時，聚合物體系從奶狀乳液變成透明凝膠。由于在實驗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，達到一最大值后，緩慢呈下降趨勢，對于同一增稠劑，達到最大值時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。攪拌的速度和實驗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)有一定的參考價值。 參考文獻[1] 曹同玉, Merry A J, Wilson M P. 天津大學(xué)學(xué)報, 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, 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, 程時遠. 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, 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，我的每一點進步都離不開導(dǎo)師的關(guān)心和指導(dǎo)，是他為我們創(chuàng)造了嚴謹?shù)膶W(xué)術(shù)風氣和良好的科研環(huán)境。導(dǎo)師實事求是的治學(xué)作風、敏銳的洞察力、淵博的學(xué)識以及儒雅的學(xué)者風范，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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