高固含量无皂丙醋乳液的制备
2008/10/8/08:23唐宏科,张瑜,张根峰
(陕西科技大学化学与化工学院,陕西咸阳712081)
摘要:以P(VAc/AANa)两亲聚合物为乳化剂,对无皂聚丙烯酸丁酯/乙酸乙烯酯乳液的合成进行了研究,并对其性能进行了初步测试。得到的较佳合成工艺条件为:醋酸乙烯酯和丙烯酸丁酯的单体配比为70∶30,引发剂为单体用量的0.5%,乳化剂为单体总质量的3%,反应温度为70℃,反应时间为3.5h,再保温1h。制得的无皂丙醋乳液各方面性能良好。
关键词:无皂乳液;丙烯酸(AA);丙烯酸丁酯(BA);醋酸乙烯酯(VAc)
0引言
无皂乳液聚合是指在反应过程中完全不加乳化剂或仅加入微量乳化剂(小于CMC)的乳液聚合过程。与传统的乳液聚合相比,无皂聚合避免了乳化剂的隔离、吸水、渗出等作用,能得到单一分散、表面洁净的胶乳粒子[1],可以消除乳化剂对环境的污染,克服产物中残留乳化剂带来的缺陷;使聚合产物具有高耐水性,优良的力学、电学和热学性能。常规乳液聚合是在小分子乳化剂存在下,单体在胶束和乳胶粒中聚合,但由于乳化剂残留在聚合物中,致使乳液涂膜附着力、耐水性、粘接强度下降,因此国内外对无皂乳液聚合的研究日益增多[2-6]。无皂聚合乳液由于没有乳化剂,难以获得高固含量的稳定乳液,导致生产效率降低,成本增加,因此,提高无皂乳液聚合的固含量和稳定性,使之能够应用于涂料和粘合剂等传统乳液产品中,具有非常重要的意义。
两亲聚合物从结构上可分为接枝共聚物和嵌段共聚物[7]。Gollot首次描述了接枝与嵌段共聚物在溶液中胶束形成过程,并指出该过程类似于低分子表面活性剂。据此,本研究首先合成了两亲聚合物P(VAc/AANa),并以此为乳化剂,研制了固含量为50%左右的P(VAc/BA)无皂共聚乳液,具有良好的综合性能。
1实验部分
1.1实验原料
丙烯酸(AA)、丙烯酸丁酯(BA)、醋酸乙烯(VAc)、十二烷基硫醇(DDM)、过硫酸铵((NH4)2S2O8):均为分析纯。
1.2P(VAc/AANa)两亲聚合物的合成
在装有冷凝管、滴液漏斗的三口烧瓶置于恒温加热磁力搅拌器中,加入适量蒸馏水、醋酸乙烯酯和丙烯酸混合物(质量比75∶25)及十二烷基硫醇,开动搅拌并加热,待温度升至(70±1)℃时,加入过硫酸铵引发剂,保温1～2h后,停止反应,产品用20%氢氧化钠溶液中和至pH值为7～8,得到乳白色产物。
1.3P(VAc/BA)无皂乳液的合成
将一定量的P(VAc/AANa)两亲聚合物加入到三口瓶中,搅拌下缓慢滴加醋酸乙烯和丙烯酸丁酯混合单体和十二烷基硫醇,同时加入过硫酸铵,在70℃左右反应一定时间,保温1h。降温,并用20%碳酸氢钠溶液调节pH值为6～7,得乳白色稳定乳液。
