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水溶性固体丙烯酸共聚物的合成及性能研究

胡建波  
【摘要】:水溶性丙烯酸共聚物以其优异的性能,具有广泛的应用。固体共聚物具有存储运输方便、运输成本低、贮运过程安全性好、有效成分高等优点,更是水溶性丙烯酸共聚物的发展方向,已引起科学界和工业界的广泛关注。因此加强对水溶性固体丙烯酸共聚物合成方法及其性能的研究具有十分重要的意义。本文研究了瞬时聚合法和反相悬浮聚合法合成水溶性固体丙烯酸共聚物,探讨了合成条件对聚合过程、产物水溶性、粘度及分子量的影响,并对产物进行了结构表征和性能测试。 瞬时聚合反应剧烈,容易造成产物交联,而影响其水溶性,因此需合理控制反应条件。通过研究单体浓度、引发剂、中和度、分子量调节剂对产物水溶性、粘度和分子量的影响,结果表明单体浓度为30%~35%、引发剂K_2S_2O_8用量为0.5%(对单体重)、中和度为80%、分子量调节剂为5.5×10~(-2)mol/L时,瞬时聚合的AA-AM-AN-MA四元共聚物水溶性良好、粘度稳定、固含量高。文中还用瞬时聚合法合成了低分子量水溶性固体AA-AM-BA三元共聚物,并讨论了单体浓度、引发剂、中和度对产物分子量的影响。 反相悬浮聚合为水溶性单体提供了另一种可直接制得固体产品的聚合方法。文中以环己烷为连续相,Span-80/Tween-80为分散剂,Na_2S_2O_8为引发剂,采用反相悬浮聚合法合成了水溶性良好的固体AA-AM-AN-MA四元共聚物,探讨了分散剂浓度、分散剂HLB值、油/水质量比、反应温度时间、中和度、引发剂、单体浓度等因素对聚合体系稳定性、产物颗粒大小、产率、产物分子量的影响,得出优化的工艺条件:分散剂浓度为3%、HLB值为4.8、油/水质量 比为3/1、中和度为65%、反应温度为70℃、单体浓度为50%、引发剂NaZSZos 用量为0.5%(对单体重)。比较瞬时聚合法和反相悬浮聚合法,发现前者具有 聚合时间短、反应速度快、节能、高效等优点,而后者具有聚合平缓、反应过 程容易控制、产物呈颗粒状、后处理容易等优点。 产物的结构性能研究表明:瞬时聚合中各反应单体均参加了聚合,聚合产物 未发生交联,聚合产物不是各聚合单体均聚物的混合物,而是一个无规共聚物, 其玻璃化温度Tg为106℃;本工作合成的三类丙烯酸共聚物均为典型的聚电解 质,其粘度受无机盐、pH值、温度、放置时间等影响明显;瞬时聚合的低分子 量AA.AM一BA三元共聚物是一种优良高分子表面活性剂,其表面活性最低可 达41 .omN/m。 关键词:水溶性丙烯酸共聚物固体瞬时聚合反相悬浮聚合分子量 粘度高分子表面活性剂


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