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丙烯酸酯乳液及其共混乳液的制备和性能研究

作　者: 叶青
导　师: 鲁德平
学　校: 湖北大学
专　业: 应用化学
关键词: 乳液聚合 乳化剂 丙烯酸酯乳液 乳液共混 性能
分类号: TQ423.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


丙烯酸酯乳液作为一类应用较广泛的乳液,在工业生产和人们生活中都起着举足轻重的作用。然而,随着科技的进步和人们要求的提高,使得传统丙烯酸酯乳液陷入发展的瓶颈,各种关于丙烯酸酯乳液改性的研究和报道应景而生。乳液共混作为改性方法之一,有着许多独一无二的优点,如原料易得、成本较低、工艺简单、反应温和、生产周期短等。本文首先制备了稳定的纯丙乳液和苯丙乳液,然后以这两种乳液为共混组分通过乳液共混制备了性能良好的共混乳液,并对共混条件进行了优化,在此基础上对共混前后乳液的的性能进行了对比。本论文主要分为三个部分：第一部分：合成纯丙乳液和苯丙乳液,并对乳化剂的用量进行优化。分别以烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)和壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为乳化剂,以过硫酸铵为引发剂,以丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主单体,以丙烯酸(AA)为功能单体,采用半连续预乳化法制备一系列纯丙乳液。在其他原料不变的前提下,以BA和苯乙烯(St)为主单体,采用同样的聚合工艺制备一系列苯丙乳液。考察了乳化剂用量对乳液及其乳胶膜性能的影响,结果表明：采用OP-10为乳化剂合成苯丙(或纯丙)乳液时,其最佳用量为1.5%；采用DNS-86为乳化剂合成苯丙(或纯丙)乳液时,其最佳用量为2.5%。第二部分：对共混体系进行优化。选取最佳乳化剂用量下的纯丙乳液和苯丙乳液在一定条件下两两进行共混,比较了各共混体系的固含量、表面张力和稳定性,发现以OP-10为乳化剂的纯丙乳液和以DNS-86为乳化剂的苯丙乳液所制备的共混乳液固含量最高、表面张力最低、乳液和乳胶膜的稳定性较好。因而确定以OP-10为乳化剂的纯丙乳液和以DNS-86为乳化剂的苯丙乳液所制备的共混乳液为最佳共混体系。第三部分：对共混条件进行优化,并对共混前后乳液的性能进行对比。探讨了纯丙乳液中OP-10的用量、苯丙乳液中DNS-86的用量、共混比例、共混工艺、共混pH、共混温度对共混乳液及乳胶膜性能的影响,从而确定了最佳共混条件：OP-10用量为1.5%、DNS-86用量为2.5%、共混比例为50：50、共混工艺为半连续法、共混pH为7.5、共混温度为50℃。在最佳共混条件下,比较共混前后乳液及乳胶膜的性能可知：共混乳液稳定性较好,表面张力较低,粒径分布更均匀,耐热性更好。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-13
第一部分 文献综述  13-35
  1.1 前言  13
  1.2 丙烯酸酯类乳液  13-24
    1.2.1 丙烯酸酯类乳液的特点  13-14
    1.2.2 丙烯酸酯类乳液的研究进展  14-19
      1.2.2.1 苯乙烯改性  14-15
      1.2.2.2 有机硅改性  15-16
      1.2.2.3 纳米二氧化硅改性  16-17
      1.2.2.4 含氟单体改性  17
      1.2.2.5 环氧树脂改性  17-18
      1.2.2.6 聚氨酯改性  18-19
    1.2.3 丙烯酸酯类乳液的制备方法  19-24
      1.2.3.1 无皂乳液聚合  19-20
      1.2.3.2 细乳液聚合  20-21
      1.2.3.3 微乳液聚合  21-22
      1.2.3.4 种子乳液聚合  22
      1.2.3.5 超浓乳液聚合  22-24
    1.2.4 丙烯酸酯类乳液的应用  24
  1.3 聚合物共混概述  24-26
    1.3.1 聚合物共混的研究背景  24-25
    1.3.2 聚合物共混的目的  25-26
  1.4 聚合物共混的方法  26-33
    1.4.1 物理共混  27-31
      1.4.1.1 熔融共混  27-28
      1.4.1.2 溶液共混  28-29
      1.4.1.3 乳液共混  29-31
    1.4.2 化学共混  31-33
      1.4.2.1 接枝共混  31
      1.4.2.2 嵌段共混  31-32
      1.4.2.3 交联共混  32-33
    1.4.3 化学-物理共混  33
  1.5 研究目的和意义  33-35
第二部分 实验部分  35-44
  2.1 实验原料和试剂  35-36
  2.2 实验设备和仪器  36-37
  2.3 纯丙乳液和苯丙乳液的制备  37-38
    2.3.1 乳液聚合基本配方  37
    2.3.2 乳液聚合工艺  37-38
  2.4 共混乳液的制备  38-39
    2.4.1 共混乳液基本配方  38
    2.4.2 乳液共混工艺  38-39
  2.5 分析与测试  39-44
    2.5.1 乳液基本性能的表征  39-41
      2.5.1.1 固含量及转化率  39
      2.5.1.2 粘度  39-40
      2.5.1.3 乳胶粒径及分布  40
      2.5.1.4 乳胶粒形态  40
      2.5.1.5 羧基分布  40-41
      2.5.1.6 表面张力  41
    2.5.2 乳液稳定性的表征  41-42
      2.5.2.1 聚合稳定性  41
      2.5.2.2 储存稳定性  41
      2.5.2.3 稀释稳定性  41-42
      2.5.2.4 机械稳定性  42
      2.5.2.5 冻融稳定性  42
    2.5.3 乳胶膜性能的表征  42-44
      2.5.3.1 成膜性  42
      2.5.3.2 透明度  42
      2.5.3.3 透光率  42
      2.5.3.4 吸水率  42-43
      2.5.3.5 耐酸碱性  43
      2.5.3.6 热稳定性  43-44
第三部分 结果与讨论  44-88
  3.1 乳化剂用量的选择  44-53
    3.1.1 乳化剂对乳液基本性能的影响  44-46
    3.1.2 乳化剂对乳液稳定性的影响  46-50
      3.1.2.1 乳化剂对乳液冻融稳定性的影响  46-47
      3.1.2.2 乳化剂对乳液稀释稳定性的影响  47-48
      3.1.2.3 乳化剂对乳液机械稳定性的影响  48-50
    3.1.3 乳化剂对乳胶膜稳定性的影响  50-52
      3.1.3.1 乳化剂对乳胶膜耐水性的影响  50-51
      3.1.3.2 乳化剂对乳胶膜耐酸性和耐碱性的影响  51-52
    3.1.4 小结  52-53
  3.2 共混体系的选择  53-57
    3.2.1 共混体系对共混乳液稳定性和表面张力的影响  53-54
    3.2.2 共混体系对共混乳胶膜稳定性的影响  54-56
    3.2.3 小结  56-57
  3.3 共混条件的探索  57-88
    3.3.1 共混乳液稳定性的影响因素  57-64
      3.3.1.1 纯丙乳液中OP-10用量的影响  57-58
      3.3.1.2 苯丙乳液中DNS-86用量的影响  58-59
      3.3.1.3 共混比例的影响  59-61
      3.3.1.4 共混工艺的影响  61-62
      3.3.1.5 共混pH的影响  62-63
      3.3.1.6 共混温度的影响  63-64
    3.3.2 共混乳胶膜稳定性的影响因素  64-68
      3.3.2.1 纯丙乳液中OP-10用量的影响  64-65
      3.3.2.2 苯丙乳液中DNS-86用量的影响  65
      3.3.2.3 共混比例的影响  65-67
      3.3.2.4 共混工艺和共混温度的影响  67
      3.3.2.5 共混pH的影响  67-68
    3.3.3 共混前后乳胶膜的热稳定性比较  68-71
    3.3.4 共混前后乳液的羧基分布比较  71-72
    3.3.5 共混乳液粒径大小及分布的影响因素  72-77
      3.3.5.1 乳化剂用量的影响  72-74
      3.3.5.2 共混比例的影响  74-75
      3.3.5.3 共混工艺和共混温度的影响  75-76
      3.3.5.4 共混pH的影响  76-77
    3.3.6 共混前后乳胶粒形态的比较  77-79
    3.3.7 共混乳液粘度的影响因素  79-84
      3.3.7.1 乳化剂用量的影响  79-81
      3.3.7.2 共混比例的影响  81
      3.3.7.3 共混工艺的影响  81-82
      3.3.7.4 共混pH的影响  82-83
      3.3.7.5 共混温度的影响  83-84
    3.3.8 共混乳液表面张力的影响因素  84-88
      3.3.8.1 乳化剂用量的影响  85
      3.3.8.2 共混比例的影响  85-86
      3.3.8.3 共混pH的影响  86-87
      3.3.8.4 共混工艺和共混温度的影响  87-88
第四部分 结论  88-90
参考文献  90-103
硕士期间发表的论文  103-104
致谢  104

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 试剂与纯化学品的生产 > 表面活性剂 > 离子型表面活性剂
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