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二聚酸钠丙烯酸酯无皂乳液

作　者: 孙翔月
导　师: 郭文迅
学　校: 湖南大学
专　业: 材料学
关键词: 二聚酸钠反应型乳化剂吸水率无皂乳液稳定性
分类号: TQ316.334
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文旨在开发一种性能优良的反应型阴离子乳化剂,并应用这种乳化剂合成丙烯酸酯无皂乳液。采用源白天然原料的二聚酸合成了一种反应型乳化剂二聚酸钠(SDA),其结构具有双子乳化剂的特征一具有双亲水基双亲油基。单独使用该乳化剂以半连续种子乳液聚合法制备了丙烯酸酯无皂乳液。对自制的反应型乳化剂进行了乳化力测试和溶液表面张力的测试,研究了乳化剂用量及聚合工艺对乳液性能的影响,并用红外、核磁、粒度分析仪对聚合物进行了表征。试验结果表明,二聚酸钠乳化力优于常用的阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS),其临界胶束浓度为28.6mmol/L,水溶液的表面张力为28.8mN·m-1。乳化剂HLB计算值为29.5。用二聚酸钠制备的无皂乳液的表面张力测试结果比较高(50.4-64.8mN·m-1),接近于纯水的表面张力(72mmol／L),表明SDA键合在乳胶粒上,而残留在水溶液中甚少。当乳化剂用量为单体质量的8%,反应温度78-80℃,采取两阶段保温法,引发剂用量为单体质量的0.7%,种子单体用量为全部单体质量15%时可以合成固含量为45%的丙烯酸酯无皂乳液,采用单体质量3%的甲基丙烯酸-β-羟乙酯作为功能单体对乳液性能有较大的改善。合成的无皂乳液平均粒径100nm,粒子呈单分散分布,PDI为0.0595,乳液的Zeta电位可达。70mv,可见乳液稳定性较好,各项性能指标均合格,乳胶膜耐水性能较好。对乳胶膜的核磁共振分析和红外分析均证实该反应型乳化剂参与了自由基共聚合。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
插图索引  11-12
附表索引  12-13
第1章绪论  13-27
  1.1 反应型乳化剂  13-18
    1.1.1 反应型乳化剂的分类  14
    1.1.2 反应型乳化剂的优缺点  14-15
    1.1.3 反应型乳化剂的研究进展  15-17
    1.1.4 新型双子表面活性剂  17-18
  1.2 无皂乳液聚合  18-23
    1.2.1 无皂乳液聚合机理  18-19
    1.2.2 无皂乳液聚合制备方法  19-22
    1.2.3 无皂乳液聚合的应用  22-23
  1.3 二聚酸的研究进展  23-26
    1.3.1 二聚酸类高分子材料在生物医药上的应用  24-25
    1.3.2 二聚酸类高分子表面活性剂  25
    1.3.3 二聚酸类高分子材料在电子产品中的应用  25
    1.3.4 二聚酸类高分子用于涂料  25-26
  1.4 论文研究的内容和目的  26-27
第2章实验部分  27-33
  2.1 实验原料及设备  27-28
    2.1.1 实验原料  27
    2.1.2 实验设备  27-28
  2.2 实验内容  28-29
    2.2.1 二聚酸钠盐的合成  28-29
    2.2.2 丙烯酸酯无皂乳液聚合  29
  2.3 测试及表征  29-33
    2.3.1 核磁共振分析  29
    2.3.2 红外光谱表征  29
    2.3.3 乳胶粒大小及分布、Zeta电位  29
    2.3.4 乳液粘度测定  29-30
    2.3.5 乳化剂乳化性能测试  30
    2.3.6 溶液表面张力的测定  30
    2.3.7 临界胶束浓度的测定  30
    2.3.8 乳化剂HLB值的计算  30
    2.3.9 固含量及转化率  30-31
    2.3.10 凝聚率  31
    2.3.11 乳液的离心稳定性  31
    2.3.12 乳液的冻融稳定性  31
    2.3.13 乳液的钙离子稳定性  31-32
    2.3.14 乳液的贮存稳定性  32
    2.3.15 乳液的稀释稳定性  32
    2.3.16 漆膜冲击强度的测定  32
    2.3.17 漆膜硬度的测定  32
    2.3.18 漆膜附着力的测定  32
    2.3.19 漆膜吸水率的测定  32-33
第3章反应型乳化剂二聚酸钠的性能研究  33-40
  3.1 二聚酸钠的乳化力  33
  3.2 二聚酸钠的临界胶束浓度  33-34
  3.3 二聚酸钠的HLB值  34-35
  3.4 乳液表面张力测定结果  35-36
  3.5 乳胶膜的耐水性  36-37
  3.6 乳液性能比较  37-38
  3.7 小结  38-40
第4章二聚酸钠无皂丙烯酸酯乳液共聚合  40-57
  4.1 乳液聚合工艺的选择  40-41
  4.2 单体组成对无皂乳液的影响  41-42
  4.3 反应型乳化剂二聚酸钠对无皂乳液的影响  42-49
    4.3.1 二聚酸钠用量对无皂乳液稳定性的影响  42-44
    4.3.2 二聚酸钠用量对乳胶粒粒径的影响  44-46
    4.3.3 二聚酸钠用量对无皂乳液粘度的影响  46-47
    4.3.4 二聚酸钠用量对乳胶膜耐水性的影响  47-48
    4.3.5 二聚酸钠用量对共聚物物理、力学性能的影响  48-49
  4.4 影响无皂乳液性能的其他因素  49-55
    4.4.1 引发剂的浓度的影响  49-50
    4.4.2 聚合温度的影响  50-51
    4.4.3 单体滴加时间对乳液稳定性的影响  51
    4.4.4 水油比的影响  51-52
    4.4.5 搅拌速度的影响  52-53
    4.4.6 缓冲剂的影响  53-54
    4.4.7 功能单体及其用量  54-55
  4.5 乳液合成配方  55
  4.6 小结  55-57
第5章二聚酸钠无皂丙烯酸酯乳液及其乳胶膜的表征  57-63
  5.1 核磁共振分析  57-59
  5.2 红外谱图分析  59-60
  5.3 MMA/BA/HEMA/SDA无皂乳液乳胶粒的粒径分布  60-61
  5.4 MMA/BA/HEMA/SDA无皂乳液的Zeta电位  61
  5.5 乳液各项性能检测  61-62
  5.6 小结  62-63
结论  63-64
参考文献  64-69
致谢  69-70
附录A (攻读学位期间所发表的学术论文)  70

二聚酸钠丙烯酸酯无皂乳液

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