高固含量丙烯酸酯共聚乳液流变行为及其影响因素研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leon7352
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本研究在半连续种子乳液聚合法的基础上,改进了高固含量聚合物乳液的合成方法,并针对以丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,十二烷基硫酸钠(SDS)和OP-10为复合乳化剂,过硫酸铵(APS)为引发剂的乳液体系,合成了一系列不同组成的固体含量为68%-72%(质量百分比)的丙烯酸酯共聚乳液,其粘度可调控范围为100-2000mPa·s,并具有较宽的乳胶粒粒径分布。在本研究中采用透射电镜、扫描电镜、激光粒度散射仪、旋转粘度计等仪器,对合成的聚合物乳液的流变性能、乳胶粒微观形态、乳液稳定性和乳胶粒粒径分布(PSD)等进行了分析测定,并在此基础上,研究了单体组成与聚合物乳液综合性能之间的相互影响规律。研究结果表明,对于共聚物组成为(BA/MMA/MAA)的高固含量(70%)乳液,在其它条件保持不变时,当BA/MMA小于60/40时,乳胶粒的PSD是影响乳液流变行为的主要因素,此时乳胶粒的PSD越宽、对称性越差,越有利于使乳液保持较低的粘度;当BA/MMA等于60/40时,乳液的凝聚程度明显加重,并开始出现凝结成块现象,乳液的粘度开始加速上升,其流变行为已经不能仅用PSD理论予以解释;当BA/MMA大于60/40时,乳液的凝聚程度成为影响乳液流变行为的主要因素,随着凝结成块现象的加重,乳液的粘度将急剧增大。本文还详细讨论了反应工艺与控制条件对产物性能的影响,并重点研究了乳化体系、引发体系、电解质、滴加速率、搅拌速率、反应温度和功能单体等因素对乳液的稳定性及流变性的影响规律。结果表明:当聚合温度为83±1℃,单体的滴加速率为每分钟1.2~1.7g,乳化剂、引发剂和电解质(NH4HCO3)用量分别为单体总量的2.60%~3.90%,0.18%~0.27%和0.18%~0.27%时,所制备乳液的综合性能较好,为适宜的合成条件。本研究对宽乳胶粒粒径分布的高固含量丙烯酸酯乳液的生产和应用具有一定的指导意义。
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