影响苯丙乳液粘度与粒径的因素分析[1]

本文主要介绍了影响苯丙乳液粘度与粒径的因素

收稿日期：2 0— 2 0 0 8 1—8作者简介：吴银萍 ( 9 4 1 8一),女，硕士生，主要从事胶粘剂用苯丙乳液的研究，E mahyn igwu - i ipn @mal c t d n is u uc。 e

影响苯丙乳液黏度与粒径的因素分析吴银萍’,沈慧艿‘ .张凯，陈焕钦‘1华南理工大学化学与化工学院，广东广州 5 0 4; . 1 6 0 2黄冈师范学院化学与应用化学学院，湖北黄冈 4 8 0 30 0

摘要：采用种子乳液聚合法，以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯等为主要原料合成了用于制备胶粘剂的苯丙乳液。重点研究了引发剂、乳化剂及种子单体的用量及硬软单

体不同配比对苯丙乳液黏度和粒径的影响实验结果表明，当引发剂用量为0j (占单体总质量，% 后同 )、乳化剂用量为1%、种子单体用量为8、硬软单体配比为3/ 6% 0 4的条件下，合成的苯丙乳液黏度较高、枉径小、粒度分布宽，用该乳液制备的胶粘剂具有优良的施工性能：关键词：苯丙乳液；乳液合成；黏度；粒径

中图分类号：T 3。文献标识码：A文章编号：1 0— 9 2( 0 9) 5 0 5— 4 Q3 14 0 1 52 2 0 0— 09 0

苯丙乳液性价比高，具有无毒、无味、不燃、污染小等特点，现已在建筑胶粘剂、涂料”等领域得到广泛 的应用。苯丙乳液制备以乳液聚合法较常见，苯丙乳 ’液的研究热点一是聚合工艺。,二是如何提高苯丙乳液的黏度。

12乳液合成 .

采用种子乳液聚合法，设计乳液的囤含量为 4%, 5按设计配方称量各种单体，混合均匀。将种子单体、 水、 N H 部分乳化剂加入 10 0mL的四口烧瓶 a CO和 0内，搅拌均匀使其完全溶解，然后加入部分引发剂升温至 8℃下反应约 3 i,然后同时滴加剩余的混合单 0 0r n a体、引发剂与乳化剂混合水溶液，控制在 4h 内滴完。升温至 8 C,保温 1h温，用氨水调节乳液的p值至 7 6o降 H~

苯丙乳液本身黏度很小，用于胶粘剂时，涂层流挂

现象严重施

工性能较差。乳液黏度太小，配胶时不易增稠，若增稠剂的用量太大，会明显影响胶粘剂的耐水性。因此提高乳液自身的黏度就显得尤为重要。本实验

8,过滤出料，即得苯丙乳液。13黏度和粒径测试 .

主要研究应用于家具木器胶的苯丙乳液因黏度太小或粒径太大，导致施工流挂严重或胶膜剥离强度太低等问 题。考查了乳液合成过程中引发剂、乳化剂、种子单体 的用量及硬软单体不同配比对乳液黏度和粒径的影响， 制备出黏度较大、粒径较小、粒度分布较宽，施工性能优良的苯丙乳液。

表观黏度参照GBT2 9— 1 9标准，采用 D 2 1/ 7 4 5 9 V l+型旋转黏度计 (美国 B o kil司 ), 1 0r n o f d公 r e /、 5 mi 2 5o测定。乳胶粒直径用马尔文纳米粒度分析仪 ( C下英国 Mav I r器有限公司 )测定，测量范围：O6 60 0 e n仪 .~ 0nm

1实验部分

2结果与讨论

11主要原料 .丙烯酸丁酯 (B A)、甲基丙烯酸甲酯 ( MMA)、

21引发剂用量对乳液黏度和粒径的影响 .

引发剂的种类和用量直接影响产品的性能，并影晌聚合反应速率、单体转化率、乳胶粒粒径、乳液黏度、 乳液成膜性能等。苯丙乳液的聚合通常选用热分解型的过硫酸盐为引发剂 。本实验采用热引发剂 K S。在乳化剂用量为 1 P%、

丙烯酸异辛酯 (2 E A)、苯乙烯 ( t:甲基丙烯酸一H S)( A,工业级 i十二烷基联苯醚磺酸钠 ( S MA ) D B),工业级；过硫酸钾 ( P K S),化学纯；N HC a O,化学纯；氨

水，分析纯：去离子水。

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咨诲电话：0 1 - 8 0 5— 2/ 3传真： 7 0 3 2 8 1 E ma l h nz@ 2 3 n t 7 O3 2 2 18 58 3 0 1— 8 0 1 — iz a jz 6 e:网垃： MW.h ni .o .n W f z aj c m c e

本文主要介绍了影响苯丙乳液粘度与粒径的因素

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合温度和聚合工艺相同的条件下，仅改变引发剂用量，按 12 .节

锨

小，实际参加反应的乳胶粒数目减少，粒径反而增大，黏度减小。

工艺进行种子乳液聚合，得到系列苯丙乳液，测定其黏度和粒径。探讨了引发剂用量对乳液黏度和粒径的影响，结果见表 1。囊 1引发剂用量对乳液黏度和粒径的影响Tab. I l 1 nfuenc n t at e ofi i i or con en ul i s siy t c e si e t t on em s on vi co t and par i l z

根据配胶后检测结果，引发剂用量为O5 .%时，垂直施工面时胶液不流挂，胶膜干燥后拉伸强度符合要求。 综合考虑，确定最佳引发剂用量为O5 %。 22乳化剂用量对乳液黏度和粒径的影响 .在乳液聚合中，乳化剂的作用是使聚合物乳液保持稳定。在其他条件一定时，乳化剂的种类和用量是影响乳液聚合稳定性、聚合反应速率、乳液黏度、乳胶粒大

小、胶膜的力学性能和耐水性等的重要因素。本实验采用阴离子乳化剂 DS B,在引发剂用量为 由表 1见，随着引发剂用量增加，黏度先增大后减可小；粒径先减小后增大：粒度分布渐宽。当引发剂用量为0 5时，乳液黏度最大，粒径最小，但当引发剂用量 .%增加至0 6时，乳液黏度明显减小，粒径增大。 .% 因为引发剂浓度增大时，自由基生成速率增加，链 05、种子单体用量为8 .%%和硬软单体配比为3/6, 04时 聚合温度和聚合工艺相同的条件下，仅改变乳化剂用量，按 12工艺进行种子乳液聚合，合成系列苯丙乳 .节液。测定系列乳液的黏度与粒径，结果见表 2 。由表 2看出，随着乳化剂用量增加，乳液黏度不断可

终止速率亦增大，故使聚合物平均分子质量降低，乳胶粒数目增大，直径减小，乳液黏度增加当引发剂浓度。

增大，粒径逐渐减小。当乳化剂用量为1%时，粒度分布最宽。因为随着乳化剂用量增加，体系中生成的胶束数

超过一定值后，聚合反应终止速率增大，进入乳胶粒中 自由基

的平均寿命降低，实际引发单体反应的引发剂量减小，随着引发剂用量继续增加，体系反应速率相对减

目增多，引发速度和反应速度加快，乳胶粒数目增多， 粒径变小，粒子的比表面积增大，粒子间的相互作用力和流动阻力增大，故体系的黏度增大 。。

表 2乳化剂用量对乳液黏度和粒径的影响Ta 2 I l n e o m ul ii rc t nton e u s on v s os t d p t c e s z b. nfue c fe s fe on e m l i i c i yan ar i l i e

实验中还发现，当乳化剂用量低于 08 %时，体系凝聚物较多，聚合反应稳定性差：当用量大于 12时，引 .%发和反应速度加快，体系中生成大量气泡，出现凝胶块，乳液不均匀。因为当乳化剂用量很低时，仅部分乳液表面被乳化剂分子覆盖，乳胶粒易发生聚集，生成大

引发剂用量为 05、乳化剂用量为 1,硬软单体比为 %% 3/ 6￣,单体总量、聚合温度和聚合工艺不变的条件 04 B

下，研究不同种子单体用量对乳液黏度和粒径的影响，结果见表 3。

由表 3出，当种子单体用量小于 8时，随着种子看%单体用量的增加，乳液黏度增大，粒径减小；用量为 8时，乳液黏度最大，粒径最小，粒度分布最宽；而当%用量增加至 1%时，乳液黏度显著减小，粒径明显增 O

乳胶粒，严重时产生凝聚，导致体系反应不稳定。当乳化剂用量过高时，聚合反应的乳液表面张力太小，搅拌时易混入气体而产生大量气泡，且反应速度太快，易造成乳液不均匀，并使胶膜的耐水性变差。 ’

大。原因是在单体总量不变的前提下，增加种子单体用量， …… 此处隐藏：3028字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……