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    5040分散劑

    時間:2014-08-09 10:31:37  來源:武漢遠成  作者:

    影響聚醋酸乙烯乳液質量的六大因素

    維單體質量的影響

    醋類是醋酸乙烯單體中的主要雜質,在醋酸乙烯單體中有明顯的阻聚作用,聚合物的分子量不易長大,使聚合反應復雜化。在本體聚合和懸浮聚合時常用乙醛來調節聚合物分子量的大小,所以一定要嚴格控制。

    酸對乳液聚合也有影響,活化度實際上是醛、酸和其他雜質在單體中的綜合影響,表現為聚合誘導期的長短。雜質少,誘導期短,活化時間也短。活化度太差的單體在乳液聚合反應進行時會出現聚合反應時行緩慢,回流一直很大,使連續加入單體有困難。加單體太慢或中途停止加單體則反應放熱少而回流帶出的熱量多,反應溫度就會下降,反應難于控制,無法平穩進行。

    維生素最大的特點是以微量發揮巨大作用,也就是說,人體對維生素的需要量并不大,但少了那一點維生素,對于人體的危害卻是很大的。如果缺乏煙酸,皮膚及 腸胃都容易引發炎癥,造成頭痛、失眠,嚴重的還有可能出現幻覺,引起精神錯亂。如果缺乏促進血液凝固的維生素K,鼻腔、口腔等粘膜就會容易出血,幼兒缺乏 甚至可能導致顱內出血。因此,維生素是人類必須重視的一種營養素。

    引發劑的影響

    在乳液聚合中都用水溶性的引發劑,如過硫酸鹽和過氧化氫,而不用溶解于單體中的過氧化苯甲酰和偶氮二異丁腈等。過氧化氫在存放中易變化,而硫酸鹽比過氧化氫易控制,在操作時加水溶解后即加入反應釜內,因此比較穩定,所以一般多采用過硫酸鉀、過硫酸銨等。

    一般情況下過硫酸鉀的用量為單體量的0.2%,實際上在反應中只加入2/3,其余1/3是在反應最后階段加入的,目的是為了減少乳液中的游離單體。引發劑的用量也因設備情況、投料量多少而不同,一般反應設備越大,投料量越大,引發劑的用量就相應減少些。而在每次反應時間中初加的部分也需視反應情況而稍有不同。

    用過硫酸鹽為引發劑時,乳液的pH值需加以控制,因為在反應中加入過硫酸鹽會使反應液的酸性不斷增加,而pH值太低(如小于2時),則反應速度很慢,有時會破壞了乳液聚合反應的正常進行,使乳液粒子變粗,甚至會使反應時間過長或使反應無法進行。若所用聚乙烯醇是堿醇解的產品,水溶液呈弱堿性,則在反應前可不調整pH值,而在反應結束后加入部分碳酸氫鈉中和至pH值4-6間。

    乳化劑的影響

    乳化劑是一種表面活性劑,在乳液聚合過程中能降低單體和水的表面張力,并增加單體在水中的溶解度,形成膠束和乳化的單體液滴。乳化劑的選擇對乳液的穩定性和質量有很大影響,乳化劑的用量多少也對乳液的穩定性有影響,乳化劑用量太少乳液的穩定性差,而用量太大耐水性則差。

    聚乙烯醇是聚醋酸乙烯乳液聚合中最常用的乳化劑,由于對乳液的質量要求不同,聚乙烯醇的規格和用量也有所不同。聚乙烯醇在乳液中除了起乳化劑的作用外,也起保護膠體的增稠劑的作用,所以其用量不僅以乳化的角度也從增稠的角度,即對乳液的粘度要求來考慮,一般用量為單體的5%左右。聚合度的高低對乳液的粘度影響較大,用聚合度高的聚乙烯醇可以得到粘度較大的乳液。當然聚乙烯醇的用量對乳液的粘度也有同樣的影響,但聚乙烯醇的用量大了就會使耐水性下降,所以當需要粘度較高的乳液時,最好用聚合度較大的聚乙烯醇而避免聚乙烯醇的用量增加過多。一般常用平均聚合度1500以上的聚乙烯醇,如果制備粘度很大的乳液時,最好用平均聚合度2000以上的聚乙烯醇。

    使用乳化劑除聚乙烯醇外也可用其他非離子型或陰離子型的表面活性劑,非離子型的大都是環氧乙烷縮合物,如脂肪醇或烷基苯酚的環氧乙烷聚合物或環氧乙烷的嵌段共聚物。常用的如乳化劑。OP/TX-10等,是烷基酚的環氧乙烷縮合物。陰離子型常用的有十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、丁二酸乙基乙酯磺酸鈉等。

    用兩種乳化劑混合使用可形成混合膠束,乳化效果和穩定性比單獨使用一種的要好,所以在乳液制備中較多的使用兩種或一種非離子和一種陰離子型的乳化劑混合使用。

    增塑劑的影響

    增塑劑的使用對聚醋酸乙烯乳液來說是必要的,加入增塑劑后能改善膠膜的機械性能,使膠膜有較好的柔韌性和附著力,而主要的是能降低乳膠的最低成膜溫度。如不加增塑劑的聚醋酸乙烯乳液在低于15℃的條件下就不能很好成膜,而加入10%的苯二甲酸二丁酯后,就能使最低成膜溫度降至5℃以下。

    在聚醋酸乙烯乳液中較普遍使用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲酚酯等。由于磷酸三甲酚酯的增塑效果比苯二甲酸二丁酯差些,對醋酸乙烯乳液的混溶性也較差些,因此,除了防火涂料及其他特殊要求外很少使用。

    增塑劑的用量視要求不同而異,一般是單體量的10%-25%,加入的方法通常在乳液反應完畢之后降低溫度至50℃左右時慢慢加入,然后攪拌1-2h使之均勻,因為增塑劑被吸收到聚合物粒子中去需要一段時間,也可以在乳化反應前加入增塑劑的水溶液,攪拌均勻后再加入單體和引發劑開始反應,在一般情況下兩者對乳液的質量影響沒有什么顯著的差別。

    一般增塑劑在反應液中最好不超過5%-7%,否則會引起副作用,如降低聚合速度、降低分子量等。因此從操作來說反應完畢后加入較為方便簡單。

    用其他合成樹脂作增塑劑的,或用其他一些單體和醋酸乙烯共聚以起到內增塑作用。這種共聚乳液沒有增塑劑揮發、遷移等缺點,性能也要比外增塑劑的更好些。

    用水量的影響

    水是分散介質,醋酸乙烯單體或聚醋酸乙烯樹脂的顆粒是分散在水中的,這樣使反應熱易于分散,放熱反應較易控制,有助于制得均勻的高分子產物。用水量影響乳液含量和粘度,因此,應根據使用要求確定水的用量。

    操作工藝的影響

    在醋酸乙烯聚合時,開始反應時加入過硫酸鹽作引發劑,由于回流和連續慢慢加入單體,溫度可在一段時間內無需加熱和冷卻而保持在80℃左右,隨著反應繼續進行,需被加少量過硫酸鹽以維持反應,溫度不會下降,經過反復試驗,就能在不同的設備條件下摸索出最適宜的加單體的速度。回流大小、每小時補加過硫酸鹽的數量等操作控制條件。使反應能穩定在78-82℃之間,使聚合反應能平穩地進行。故在實際操作中需很好地控制熱量平衡,操作時如果反應劇烈,溫度上升很快,則應少加或不加過硫酸鹽,并適當加快單體加入速度;如果溫度有些偏低,則就要稍多加些過硫酸鹽,并適當減慢單體加入速度。反應時如果回流很小,可以加快醋酸乙烯的加入,反之就要適當減慢加入單體的速度,甚至暫住片刻,待回流正常后再繼續加入單體。

    把乳化劑水溶液先和單體一起攪拌乳化,再加引發劑引發聚合的工藝雖然也可以,但在誘導期過后反應十分激烈,要制成質量好的乳液是十分困難的。因此可以先將乳化好的乳液放一部分在反應釜內,加入部分引發劑引發聚合,然后慢慢連續加入乳化好的乳化液,并定時補加一定量的引發劑。這樣要增加一道破乳化工序,但這種工藝可以用于連續聚合,在特殊的設備中連續進料、連續聚合,用一定的方法除去游離單體后即可連續出料。

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