(完整版)改性丙烯酸树脂的合成与研究毕业设计
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水性丙烯酸树脂的合成及其改性的研究的开题报告一、选题背景及目的:随着科技进步和社会发展,环保理念的普及和提高,在化工领域中,水性树脂的应用越来越广泛。
目前,水性聚氨酯、水性涂料、水性聚丙烯酸等水性树脂已经成为工业产品制造的主流,而水性丙烯酸树脂的研究和应用也越来越受到关注。
本论文的研究目的是通过合成水性丙烯酸树脂的方法,探究其改性的途径,以提高其物理性能和应用价值。
主要研究内容包括:水性丙烯酸树脂的合成方法、其物化性质的表征、改性方法及改性后的性能评价。
二、研究内容及方法:该研究的主要内容如下:1、水性丙烯酸树脂的合成方法:综合考虑丙烯酸单体、缩水甘油醚等原料,探索并优化合成过程,以得到质量优良的水性丙烯酸树脂。
2、物化性质表征:通过FTIR光谱分析、TG分析和GPC分析等手段,对合成后的水性丙烯酸树脂进行物性测试,寻找其结构特征和稳定性等方面的规律。
3、改性方法:在基础合成方法的基础上,结合表征测试结果,研究改性方法,针对水性丙烯酸树脂的物理性质进行改善,提高其抗水溶性、耐久性等方面的性能。
4、性能评价:对改性后的水性丙烯酸树脂进行性能测试,包括环保性能、工艺性能、加工性能等方面的测试,以评估其应用价值和市场潜力。
三、预期结果及意义:通过本论文的研究,预期可以得到以下结果:1、获得质量优良的水性丙烯酸树脂的合成方法,其物化性质特点和规律将得到深入探究,为推动水性丙烯酸树脂领域的研究提供参考。
2、探究改性方法,为提高水性丙烯酸树脂的物理性能,提高其应用价值做出贡献。
3、性能评价结果可以为水性丙烯酸树脂的市场拓展和应用推广提供依据,促进绿色化、环保化的走向,具有广阔的发展前景和应用领域。
四、研究计划及时间表:1、文献综述和理论研究,时间安排为两周。
2、水性丙烯酸树脂的合成方法和物化性能测试,需要3周时间。
3、改性方法的研究需要2周时间,性能测试需要1周时间。
4、撰写论文并准备答辩,需要4周时间。
五、参考文献:1、Zhang, Y., Wang, Y., & Wang, Y. (2017). Preparation and performance of waterborne acrylic resin. Procedia engineering, 205, 893-897.2、Salami-Kalajahi, M., & Zabihi, O. (2019). Waterborne acrylic resin fillers based on rice husk ash: Preparation and properties. Composites Part B: Engineering, 170, 242-254.3、Liu, H. Y., Zhang, J., & Hua, J. M. (2021). Synthesis of acrylic aqueous emulsion and its application in waterborne coatings. Journal of Coatings Technology and Research, 18(2), 469-477.。
改丙烯酸树脂的合成与研究南阳理工学院本科生毕业设计(论文)学院(系):生物与化学工程学院专业:化学工程与工艺专业学生: 123 指导教师: 123完成日期 2015 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计(论文)改性丙烯酸树脂的合成与研究Study on the synthesis and modification ofacrylic resin总计:17 页表格:3个插图: 3 幅南阳理工学院本科毕业设计(论文)改性丙烯酸树脂的合成与研究Study on the synthesis and modification ofacrylic resin学院(系):生物与化学工程学院专业:化学工程与工艺专业学生姓名:郭理云学号:1301314010指导教师(职称):李朝艳评阅教师:完成日期:南阳理工学院Nanyang Institute of Technology改性丙烯酸树脂的合成与研究化学工程与工艺专业郭理云【摘要】影响印刷质量的重要因素之一是预涂感光版(PS版)的性能,而PS版的质量又与所用树脂结构和性能密切相关。
此文在合成N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺(ASPAA)单体基础之上,以N-N二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,偶氮二异丁腈(YFO)为引发剂,采用自由基溶液聚合合成了ASPAA/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸三元共聚物,通过测三元共聚物的酸值,考察了反应温度、反应时间、引发剂浓度对产物接枝的影响,实验表明,反应温度为80℃,反应时间为4h,引发剂浓度为1.5%时,效果较佳。
【关键字】N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺;三元共聚;PS版;合成工艺;酸值。
Study on the synthesis and modification ofacrylic resinChemical Engineering and Technology Guo Li -yunAbstract:One of the important factors affecting the printing quality isPre-sensitized printing plate (PS plate) performance, but also with PS version of the quality of the structure and properties of the resin are closely related. This article in the synthesis of N- [4- (sulfonamide) phenyl] acrylamide (ASPAA) monomer basis, with NN-dimethyl formamide (DMF) as solvent, azobisisobutyronitrile (YFO) is initiator, radical solution polymerization synthesis ASPAA / methyl methacrylate / methacrylic acid terpolymer, the terpolymer measured by acid value, effects of reaction temperature, reaction time on the product grafted experimental results show that the reaction temperature is 80 ℃, reaction time 4h,the initiator concentration of 1.5%, was better.Keyword:N- [4- (sulfonamide) phenyl] acrylamide; terpolymers; PS version; synthesis; acid value.目录1 引言 (1)1.1 PS版制备工艺概述 (2)1.1.1 版基处理 (2)1.1.2 PS版感光材料技术 (3)1.2 阳图PS版用树脂 (3)1.2.1 阳图PS版对成膜树脂的要求 (4)1.2.2 阳图PS版用树脂种类 (4)1.3 阳图PS版用树脂的设计 (8)1.4 课题目标及意义 (8)2 实验部分 (9)2.1 ASPAA单体的合成 (9)2.1.1 仪器 (9)2.1.2 试剂 (9)2.1.3 ASPAA的合成工艺 (9)2.2 ASPAA/MMA/JXS三元共聚物的合成与酸值的测定 (9)2.2.1 ASPAA/MMA/JXS三元共聚物的合成 (9)2.2.2 酸值测定 (10)3 结果与讨论 (11)3.1 合成ASPAA影响因素 (11)3.1.1 NaHCO3的用量对ASPAA收率影响 (11)3.1.2 反应温度对ASPAA收率影响 (11)3.1.3 产物析出条件对ASPAA收率影响 (12)3.2 合成三元共聚物的影响因素 (12)3.2.1反应温度对酸值的影响 (12)3.2.2反应时间对酸值的影响 (13)3.2.3引发剂浓度对酸值的影响 (14)4 结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 引言排版技术告别铅和火的时代一去不复返了,这主要因为计算机-激光照排的技术在印刷行业的应用。
丙烯酸树脂改性的研究进展丙烯酸树脂改性的研究进展丙烯酸树脂具有色浅、透亮度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强、耐腐蚀等特点,是常用的涂层料子。
由于丙烯酸树脂在特定场合存在肯定的缺陷,如硬度、抗污染性、耐溶剂性、机械性能不足好以及本钱偏高等,限制了它的进一步应用。
近年来,随着聚合技术的不绝完满和发展,以及人们对环保产品的重视,丙烯酸树脂的改性受到人们的广泛关注。
国内外学者进行了大量深入的研究,利用有机硅、有机氟、环氧树脂、聚氨酯、纳米料子等对丙烯酸树脂进行改性,取得了比较好的效果。
本文对近年来丙烯酸树脂改性的研究与应用情况作一介绍。
1有机硅改性丙烯酸酯聚合物自身是热塑性的,线性分子上缺少交联点,难以形成三维网状交联胶膜,因此其耐水性、耐沾污性差,低温易变脆,高温易发黏。
而有机硅的Si—O键能(450kJ/mol)宏大于C—C键能(351kJ/mol),内旋转能垒低、键旋转容易、分子体积大、表面能小,具有良好的耐紫外光性、耐候性、耐沾污性和耐化学介质性等。
用有机硅改性丙烯酸酯乳液,可以改善丙烯酸酯乳液热黏冷脆、耐候、耐水等性能,将其应用范围扩大至胶黏剂、外墙涂料、皮革涂饰剂、织物整理剂和印花等领域。
有机硅改性丙烯酸树脂包含物理改性法和化学改性法。
用有机硅氧烷对丙烯酸酯类乳液进行物理改性的方法通常有2种:①有机硅氧烷单体作为促进剂和偶联剂直接加入到丙烯酸酯类乳液中进行改性;②先将有机硅氧烷制成乳液,再将它与丙烯酸酯类乳液冷拼进行改性。
化学改性法是基于聚硅氧烷和聚丙烯酸酯之间的化学反应,从而将有机硅分子和聚丙烯酸酯有机结合的一种方法。
通过化学改性,可改善聚硅氧烷和聚丙烯酸酯的相容性,抑制有机硅分子向表面迁移,使二者分散均匀,从而实现改善聚丙烯酸酯共聚物乳液的物理力学性能的目的。
依据有机硅料子的不同可以采用以下3种方法:①含双键的硅氧烷,特别是含双键的硅氧烷低聚物与丙烯酸单体共聚,生成侧链含有硅氧烷的梳形共聚物或主链含有硅氧烷的共聚物;②带羟基的硅氧烷与含羟基的丙烯酸树脂通过缩合反应生成接枝共聚物;③含氢聚硅氧烷与丙烯酸酯在铂催化剂的作用下进行聚合。
丙烯酸树脂改性项目可行性研究报告立项报告一、项目背景丙烯酸树脂是一种常见的合成树脂,具有优异的耐化学性、耐热性和机械强度等特性。
然而,丙烯酸树脂的应用受到一些局限,例如其低的粘度和特殊的固化条件。
因此,对丙烯酸树脂进行改性,以提高其性能和适用性,具有重要意义。
二、项目目标1.通过改性技术,提高丙烯酸树脂的粘度,增强其耐化学性和耐热性。
2.寻找新的固化方式,使丙烯酸树脂在更宽的工艺条件下可使用。
3.探索丙烯酸树脂的新应用领域,例如涂料、胶黏剂、塑料等。
三、项目内容1.改性方法研究:研究不同改性方法对丙烯酸树脂性能的影响,如添加不同助剂、引入新功能基团等。
2.固化方式研究:寻找适合丙烯酸树脂的新固化方式,如紫外线固化、热固化、湿固化等,并进行性能测试比较。
3.应用领域拓展:通过对丙烯酸树脂改性后性能的研究,探索其在涂料、胶黏剂、塑料等领域的新应用情况。
四、项目计划1.第一年:-收集和整理相关文献,研究目前丙烯酸树脂改性的最新进展。
-设计并实施不同改性方法的试验方案,对比不同改性方法对丙烯酸树脂性能的影响。
-开展固化方式的研究,探索新的固化方式对丙烯酸树脂性能的影响。
2.第二年:-根据第一年的研究结果,进一步优化改性方法和固化方式,寻找最佳组合。
-进行改性后的丙烯酸树脂性能测试,包括粘度、耐化学性、耐热性、机械性能等。
-开展应用领域拓展的研究,探索丙烯酸树脂改性后在涂料、胶黏剂、塑料等领域的应用情况。
3.第三年:-对第二年的实验结果进行数据分析和总结,撰写项目可行性研究报告。
-推广项目研究成果,组织相关的交流会议和研讨会,与行业内相关企业进行技术交流和合作。
五、项目预期效益1.提高丙烯酸树脂的性能,增加其在各领域的应用潜力。
2.丰富丙烯酸树脂改性技术体系,推动相关产业的发展。
3.提高企业创新能力和竞争力,培养研发人员的实践能力和技术水平。
六、经费预算该项目的经费预算为XXX万元,主要用于材料采购、设备更新和人员培训等方面。
第22卷第2期2020年4月滁州学院学报J O U R N A LO FC H U Z H O UU N I V E R S I T Y V o l.22N o.2 A p r.2020K H-550/E-44改性水性丙烯酸树脂的合成与性能王永贵,吕程程,张慧,张言,谢文龙,夏凤,蔡晓婧,桑瑞摘要:先将甲基丙烯酸甲酯㊁丙烯酸丁酯㊁丙烯酸接和E-44树脂接枝共聚,然后用硅氧烷K H-550扩链,合成具有亲水性羧基和硅氧烷单元的K H-550/E-44改性水性丙烯酸树脂㊂采用F T I R㊁X R D㊁T G A对接枝产物做了结构表征和热分析㊂实验表明:K H-550为丙烯酸单体总量的4%,E-44为丙烯酸单体总量的8%的K H-550/E-44改性水性丙烯酸树脂,稳定性好,固化涂膜吸水率为8.1%,铅笔硬度为5H,附着力为1级,在涂料行业具有较好应用前景㊂关键词:水性丙烯酸树脂;环氧树脂;吸水率;K H550中图分类号:T Q323.5文献标识码:A文章编号:1673-1794(2020)02-0036-04作者简介:王永贵,滁州学院材料与化学工程学院讲师,硕士,研究领域:高分子材料改性和水性涂料研究;吕程程,张慧,张言,谢文龙,夏凤,蔡晓婧,桑瑞,滁州学院材料与化学工程学院(安徽滁州239000)㊂基金项目:安徽省高校自然科学研究一般项目 有机硅环氧改性水性丙烯酸树脂涂料的机理及性能研究 (K J2017B05);国家级大学生创新创业训练项目 生物基腰果酚改性树脂防锈漆的制备及性能研究 (201910377031);安徽省大学生创新创业训练项目 水性U V固化上光油的研制与性能 (S201910377121)收稿日期:2019-12-20环氧树脂具有附着力强㊁收缩性低㊁绝缘性好㊁耐溶剂性㊁耐霉菌,常作为涂料㊁胶粘剂㊁浇铸料㊁复合材料及高新技术领域[1]㊂但随溶剂型环氧树脂体系对自然环境和人体健康造成的危害,环保意识的增强,开发环保型水性环氧树脂体系迫在眉睫㊂而环氧改性水性丙烯酸树脂是近几年开发的绿色保型水性环氧树脂体系之一,并且环氧树脂的各种优良性能在改性丙烯酸树脂中得到充分发挥,其涂膜具有良好的稳定性㊁保光保色性㊁丰满度㊁耐化学性㊁耐候性㊁硬度好等综合性能,适用于汽车㊁电器㊁机械㊁建筑㊁医药包装等领域及装饰性要求特别高的场合[2-4],C h u[5]及M a-r i z a[6]采用甲基丙烯酸单体与环氧树脂在B P O引发条件下进行接枝聚合,制得水性环氧树脂,且稳定性良好,但由于引入水性基团,使干燥后涂膜的耐水性㊁热稳定性及附着力还是跟不上使用要求,限制了其使用㊂目前有研究者采用采用乳液聚合的方法,制备了有机硅改性环氧丙烯酸树脂,有机硅改性丙烯酸树脂赋予了改性材料优良的疏水性和耐高温性[7-8],其铅笔硬度和附着力都有所提高㊂所以有机硅/环氧树脂改性丙烯酸树脂制备的树脂,可以赋予涂层既有环氧树脂的优异性能又有水性丙烯酸树脂的优异的性能,其铅笔硬度㊁疏水性好[9-10],适用于汽车表面涂料㊁金属烤漆和啤酒㊁罐头㊁果汁的容器内壁涂料等,具有广阔的发展空间[12-13]㊂本研究先通过自由基接枝聚合,再用硅氧烷扩链的方法合成K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂乳液,在环氧树脂骨架上引入亲水性基团和有机硅氧烷单元,得到综合性能优异的K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂乳液,并对产物结构进行表征,讨论了其他因素对合成产品的影响㊂1实验部分1.1实验原料丙烯酸(A A)㊁甲基丙烯酸甲酯(MM A)㊁丙烯酸丁酯(B A)㊁异丙醇㊁偶氮二异丁氰(A I B N)㊁乙醇胺,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;环氧树脂E-44,工业级,南通星辰合成材料有限公司;硅烷偶联剂(K H550),南京创世化工助剂有限公司㊂1.2 K H570/环氧树脂改性水性丙烯酸树脂的合成在四口瓶中加入适量异丙醇和环氧树脂E-44,边搅拌边升温至85ħ,按比例称取MM A㊁B A㊁A A㊁A I B N混均匀后转入恒压滴液漏斗,然后在N2保护缓慢的在3h内滴入反应瓶中,在82ħ反应1.5h后升温到85ħ,并补加适量引发剂,反应2h 后加入硅烷偶联剂K H 550反应0.5-1h 停止反应㊂在75-80ħ加热条件下,减压抽出溶剂㊂在搅拌状态下加入一定量的水和乙醇胺,制得K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂㊂聚合反应过程如下所示:1.3 性能测试与表征粘度的测定:在25ħ下,根据国标用D N J -4型旋转粘度计测定液体的粘度㊂红外光谱测定:采用美国T h e r m o 公司的N i c o l e t 6700型红外光谱仪测定,扫描范围4000~400c m -1㊂热重分析:采用美国T A 公司热分析仪测定产品不同温度下的热失重,氮气流速100.0m L/m i n ,以15ħ/m i n 的升温速率升至600ħ㊂乳液稳定性:根据G B /T 6753.3-1986采用离心加速沉降模拟储存稳定性,在T G L -16型离心机(金坛实验仪器有限公司)中以3000r /m i n 转速离心沉降30m i n 后若无分层与沉淀,可认为有6个月的以上储存期㊂漆膜其他性能:按照G B /T9286-1998用国营天津伟达试验机厂的Q F Z 型漆膜附着力试验仪测涂膜附着力;根据G B /T 1730-93用国营天津伟达试验机厂的Q H Q 型漆膜铅笔划痕硬度计测定涂膜硬度;根据G B /T1732-93,用国营天津伟达试验机厂的Q C J 型漆膜冲击器测定漆膜耐冲击性㊂吸水率测定:将乳液涂覆在玻璃片上,烘干剥下后在烘箱中干燥至恒重,称其质量为m ,常温下完全浸入去离子水中浸泡24h 后取出,吸干表面的水,称其质量为m 0,则涂膜的吸水率为(m 0-m )/mˑ100%㊂2 结果与讨论2.1 K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂红外光谱表征图1为K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂的红外光谱图㊂图1 K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂的红外光谱图图1的结果为:3451c m -1处为O -H ㊁N -H 键的伸缩振动吸收峰,2931c m -1处为-C H 3的伸缩振动吸收峰,1578-1637.5c m -1处为羧酸盐吸收峰,1713-1734.9c m -1处为酯键中C =O 吸收峰,1132c m -1处是C -O -C 的伸缩振动吸收峰,954c m -1处为-O H 面外弯曲振动吸收峰㊂1448c m -1为苯环中C =C 的伸缩振动峰,1064c m -1为A r -O -C 的特征吸收峰,701-848c m -1处为苯环的单取代吸收峰,1701c m -1出现了-C O O 的特征峰,说明丙烯酸单体与环氧树脂成功接枝㊂1095c m -1为S i -O -S i 的弯曲振动,说明硅烷偶联剂成功接到了共聚物中㊂2.2 引发剂的用量的影响引发剂是聚合反应常用的物质之一,影响反应速率,并直接影响产品的性能,油性引发剂有偶氮二异丁腈和过氧化苯甲酰㊂以过氧化苯甲酰为引发剂时,产生的自由基易再次进攻聚合物且夺取氢原子,使合成产物有较多分枝,而偶氮二异丁腈作引发剂时产生自由基温度低且自由基不易夺取氢原子,产品分枝少[14-15]㊂因此本研究选用A I B N 为引发剂,在环氧树脂用量10%,硅烷偶联剂K H 550用量3%情况下,研究了引发剂用量的影响,A I B N 用量对乳液性能的影响如表1所示㊂如表1所示,随着引发剂用量的增加,K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂的黏度由5.5P a ㊃s 降低至2.8P a ㊃s 后升高,乳液外观和稳定性也随着变化㊂这是因为引发剂用量较少时,分解生成的自由基数较少,单体反应速率低且反73王永贵,等:K H -550/E -44改性水性丙烯酸树脂的合成与性能应不充分;随着引发剂用量的增多,生成自由基数目增多,单体反应速率增大㊁反应充分;但当引发剂用量过大时,自由基量过多,聚合速率过快,聚合反应热增加,黏度变大,所以引发剂用量控制在2%㊂表1A I B N用量对乳液性能的影响A IB N用量%0.51234乳液外观乳白色乳白色乳白色㊁淡蓝光透明乳白色粘度/(P a㊃s)5.54.13.22.85.2储存稳定性1天分层1个月分层6个月不分层6个月分层一周分层2.3环氧树脂用量对乳液及涂膜性能的影响在引发剂用量2%,硅烷偶联剂K H550用量3%情况下,研究了环氧树脂用量对乳液及涂膜性能的影响,结果如表2所示:表2E-44用量对乳液及涂膜性能的影响项目名称E-44用量% 4681011乳液外观乳白色乳白色乳白色㊁淡蓝光乳白色㊁微蓝光乳白色粘度/(P a㊃s)2.833.44.86.2储存稳定性6个月分层6个月分层6个月不分层3个月分层一周分层附着力/级21000硬度/H34444吸水率%8.98.58.17.67.5由表2可以看出,随着E-44用量的增加,产品的储存稳定性较长,涂膜硬度变大㊁附着力增强㊁吸水率降低㊂但是研究发现乳液随E-44用量的增加出现分层凝胶,且粘度过大,流动性差,这是因为E-44用量过多时,接枝反应不充分,造成乳液水溶性差㊂综上所述,E-44用量8%为宜㊂2.4硅烷偶联剂K H550用量对涂膜性能的影响当硅烷偶联剂发生共聚后,水解生成S i-O H,在一定温度下S i-O H之间进一步交联生成S i-O-S i键,由于大量S i-O-S i富集到乳胶粒表面,提高了涂膜的疏水性,使得涂膜吸水率降低㊁耐水性增强㊁表面张力减小[16]㊂在环氧树脂用量8%,引发剂用量2%情况下,硅烷偶联剂K H550用量对涂膜性能的影响如表3所示㊂由表3结果可以看出,随有机硅用量增加,疏水性增强,涂膜附着力都有所提高,但是研究发现乳液流动性和稳定性变差,这是因为有机硅的强疏水性使乳化变得困难,乳液稳定性变差㊂综合以上实验结果,将硅烷偶联剂K H550用量定为4%㊂表3硅烷偶联剂K H550用量对涂膜性能的影响K H570用量(%)12345附着力/级21112硬度/H34555吸水率/%10.29.68.78.17.8 2.5 K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂的热稳定性图2K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂的热分析曲线图从图2可以看出,从开始到215ħ,失重质量大约为10%,主要是由水及小分子物质挥发所致㊂随温度的升高,210~350ħ,是改性树脂结构中的羧基及端基消去所致㊂而350ħ后,树脂分解速度加快,主要是C-C㊁C-O-键的断裂分解,在430ħ后主要是S i-O-S i断裂,直到500ħ共聚物完全分解㊂综合以上数据说明,产品有良好的热稳定性㊂a.丙烯酸树脂;b.K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂图3K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂的X R D图2.6 X射线衍射谱分析图3为K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂的固化后X R D图㊂从图可以看出,在2θ为17ʎ处存在一个较为尖锐的衍射峰,改性后产品的衍射峰强度明显增强,说明K H550/E-44改性水性丙烯酸树脂具有一定的结晶度,其聚集态结构主要为部分结晶态㊂83滁州学院学报2020年第2期3 结论(1)当K H -550为单体总量的4%,E -44单体总量的8%,引发剂用量为2%,用接枝共聚法合成了K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂,在水中有良好的分散性和稳定性,X R D 说明树脂固化后具有一定的结晶度,其聚集态结构主要为部分结晶态㊂(2)有机硅和环氧基团的引入,使K H 550/E -44改性水性丙烯酸树脂涂膜性能提高,其铅笔硬度为5H ㊁附着力为1级㊁固化涂膜吸水率为8.1%,涂膜具有较高的热稳定性,各项性能都能满足涂料行业水性树脂的要求㊂[参 考 文 献][1] 刘文艳,孙建中,周其云.有机硅改性水性环氧树脂的合成与表征[J ].高校化学工程学报,2007,21(6):1044-1048.[2] S H I K H A D ,K A M A N IP K ,S H U K L A M C .S t u d y on s y n t h e s i s o fw a t e r b o r n ee p o x y e s t e rb a s e do n R P Of a t t y a c i d s [J ].P r o g r e s si n O r g a n i c C o a t i n gs ,2003,47(2):87-94.[3] Y E N MS ,T S A I PY .E f f e c t s o f s o f t s e gm e n t s o n t h e s u r -f a c e p r o p e r t i e s o f P o a t l y d i m e t h y l s i l o x a n ew a t e r -b o r n e p o l y-u r e t h a n e p r e p o l y m e rb l e n d sa n dt r e e dn y l o nf a b r i c s [J ].J o u r n a lo f A p p l i e d P o l y m e r S c i e n c e ,2010,115(6):3550-3558.[4] 王晶丽,来水利,于金凤等.有机硅/环氧树脂改性水性丙烯酸树脂的制备及性能研究[J ].涂料工业,2016,46(3):47-51.[5] C h uX X ,H u a n g R J ,Y a n g H H ,e t c .T h ec r y o ge n i c t h e r m a le x p a n s i o n a n d m e c h a n i c a l p r o pe r t i e sof p l a s m a m o d i f i e dZ r W 2O 8r e i n f o r c e de p o 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-172/丙烯酸酯接枝改性水性环氧树脂的制备与性能[J ].北京化工大学学报(自然科学版),2010,37(2):59-64.P r e p a r a t i o n a n d P r o p e r t i e s o fW a t e r b o r n e A c r y l i c R e s i nM o d i f i e d b y KH 570/E -44W a n g Y o n g g u i ,L vC h e n g c h e n g ,Z h a n g H u i ,Z h a n g Ya n ,X i eW e n l o n g ,X i aF e n g ,C a i X i a o j i n g ,S a n g ru i A b s t r a c t :T h ew a t e r b o r n e e p o x y m o d i f i e dw a s p r e p a r e d b y K H -550a n d t h e e p o x y -a c r y l i c g r a f t c o p o l y -m e rw h i c hw a s s y n t h e s i z e d b y E -44,m e t h y lm e t h a c r y l a t e ,b u t y l a c r y l a t e a n d a c r yl i c a c i d .A s a r e s u l t ,h y d r o p h i l i c g r o u p a n d o r g a n o s i l i c o n u n i t w e r e i n c o r p o r a t e d i n t o e p o x y mo l e c u l e s a n d t h e nK H -550/E -44m o d i f i e dw a t e r b o r n e e p o x y r e s i nw a s p r o d u c e d .T h e s t r u c t u r e o fm o d i f i e dw a t e r b o r n e e p o x y w a s c h a r -a c t e r i z e d b y F T I R ,X R Da n d t h e t h e r m a l s t a b i l i t y w a s d e t e r m i n e db y T G Ar e s p e c t i v e l y.T h e r e s u l t s i n d i c a t e d t h a tw h e nK H -550i s 4%o f t o t a l a c r y l i cm o n o m e r ,E -44i s 8%o f t o t a l a c r yl i cm o n o m e r ,t h e w a t e r b o r n e a c r y l i cr e s i n m o d i f i e db y K H 550/E -44w a s g o o ds t a b i l i t y i n w a t e r ,w a t e ra b s o r pt i o no f c u r e d f i l m w a s8.1%,p e n c i l h a r d n e s s r e a c h e d5H ,a d h e s i v e f o r c ew a s1,a n dh a s g o o da p pl i c a t i o n p r o s p e c t i n p a i n t i n d u s t r y.K e y wo r d s :w a t e r b o r n e a c r y l i c r e s i n ;e p o x y r e s i n ;w a t e r a b s o r p t i o n ;K H 550责任编辑:刘海涛93王永贵,等:K H -550/E -44改性水性丙烯酸树脂的合成与性能。
丙烯酸改性醇酸树脂合成研究摘要采用单甘油酯法成功合成出表干快、硬度高的自干型丙烯酸改性醇酸树脂,并对影响树脂性能的多种因素进行了探讨。
关键词丙烯酸树脂改性醇酸树脂醇酸树脂是涂料合成树脂中发展最早、用量最大、用途最广的品种之一,广泛应用于户外大型钢结构及轮船等的装饰与保护[1]。
醇酸树脂基本上不依赖于石油产品,具有独一无二的价格优势;醇酸树脂的组分和性能可以在很大范围内调整,仅仅是不同的多元醇和多元酸就能得到性能各异的树脂;醇与酸之间官能度之比的变化可以控制支化度,这些特点无疑使醇酸树脂能够应用于更多的领域。
醇酸树脂由于其低分子量,显示出格外好的成膜性能,从而使涂膜具有非常高的光泽,而且由于其易于施工和与氧气交联使其自干的特性而得到广泛应用。
但它们的干燥和固化相当慢,尤其在常温下更是如此;同时,其涂膜的硬度低、耐水性和耐候性较差。
为了提高它们的性能,用丙烯酸来对醇酸树脂进行改性早已受到颇多的关注[2~4]。
丙烯酸树脂具有色浅、耐候、耐光、耐热,耐腐蚀性好、保色保光性强等特点。
采用丙烯酸类对醇酸树脂进行改性,可以使醇酸树脂具有优异的保光保色性、耐候性、耐久性和耐腐蚀性及快干、高硬度等优点,扩宽了醇酸树脂的应用领域,而且成本上升不大。
目前,我国也有丙烯酸改性醇酸树脂的研究报道,但快干的丙烯酸改性醇酸自干漆的报道却很少见。
因此,开发性能高、施工容易和快干性的丙烯酸醇酸树脂漆很有必要。
本文采用单甘油酯法成功合成了快干的自干型丙烯酸改性醇酸树脂。
所谓单甘油酯法,是Solomon[5]等人首先提出来的,即先合成含一定量羧基的相对分子量低的丙烯酸预聚物,然后与单甘油酯反应,再加入二元羧酸进一步酯化而得到的丙烯酸改性醇酸树脂。
1试验部分1.1 丙烯酸改性醇酸树脂的制备主要原料:双漂豆油、双漂亚油、季戊四醇、氢氧化锂、丙烯酸预聚物(自制)、苯甲酸、邻苯二甲酸酐、200#溶剂及二甲苯,以上原料均为工业品。
制备方法:将一定量的豆油、亚油、季戊四醇和氢氧化锂加入反应瓶内,在240℃条件下进行醇解,醇解结束后降温至180℃,加入苯甲酸、丙烯酸预聚物和二甲苯,逐渐升温至210℃左右,保温酯化至酸值合格,降温至180℃,加入邻苯二甲酸酐,在225℃下保温酯化至酸值和粘度合格,降温至120℃,用200#溶剂兑稀,过滤包装。
山 东 化 工 收稿日期:2017-12-27基金项目:2016年临沂大学教改项目(以社会需求为导向的材料科学与工程专业创新人才培养模式改革研究);2017年临沂大学学生学习评价改革课程(高分子物理实验);临沂大学大学生创新创业训练项目(No:201710452169)作者简介:崇云凯(1997—),男,临沂大学在校本科生;通讯作者:马登学,男,博士,副教授,主要从事高分子材料的合成与应用。
水性丙烯酸树脂的合成、改性及其应用研究进展崇云凯,王永春,雷淑媛,代月,马登学(临沂大学材料科学与工程学院,山东临沂 276005)摘要:丙烯酸树脂具有许多优良的性能,例如色浅、保光、保色、耐候、耐腐蚀、抗老化等诸多优点,其应用非常广泛。
本文主要介绍丙烯酸树脂在各方面的应用及其改性。
关键词:丙烯酸树脂;水性;改性中图分类号:TQ325.7 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2018)03-0056-02Synthesis,ModificationandApplicationofWaterborneAcrylicResinChongYunkai,WangYongchun,LeiShuyuan,DaiYue,MaDengxue(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,LinyiUniversity,Linyi 276005,China)Abstract:Acrylicresinhasmanygoodproperties,suchascolorlight,gloss,colorprotection,weathering,corrosionresistance,anti-agingandmanyotheradvantages,itsapplicationisveryextensive.Thispapermainlyintroducestheapplicationandmodificationofacrylicresininallaspects.Keywords:acrylicresin;waterborne;modified 丙烯酸树脂是指以丙烯酸类或其酯类(包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯等)为主要单体、以自由基溶液聚合或乳液聚合为主要的聚合方式得到的具有水溶性的高分子材料。
水性丙烯酸树脂的设计合成及应用一、本文概述水性丙烯酸树脂作为一种重要的高分子材料,在涂料、粘合剂、油墨等领域具有广泛的应用。
本文旨在全面介绍水性丙烯酸树脂的设计合成方法、性能特点以及在实际应用中的优势。
文章首先概述了水性丙烯酸树脂的发展历程和现状,然后详细阐述了水性丙烯酸树脂的合成原理和技术,包括原料选择、反应条件控制以及聚合反应动力学等方面的内容。
接着,文章重点分析了水性丙烯酸树脂的物理化学性质,如分子量分布、玻璃化转变温度、耐水性、耐候性等,以及这些性质对其应用性能的影响。
文章探讨了水性丙烯酸树脂在涂料、粘合剂、油墨等领域的具体应用案例和市场前景,以期为读者提供全面而深入的了解,推动水性丙烯酸树脂的进一步研究和应用。
二、水性丙烯酸树脂的设计水性丙烯酸树脂的设计是水性涂料领域的关键技术之一,其目标是开发出性能优异、环保友好的树脂,以满足日益增长的环保需求和市场要求。
在设计水性丙烯酸树脂时,需要综合考虑分子结构、官能团、分子量分布、亲水亲油平衡(HLB值)等因素。
分子结构设计是水性丙烯酸树脂设计的核心。
通过选择合适的丙烯酸单体,如甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)等,并调整单体的配比,可以调控树脂的硬度、柔韧性、耐候性、耐水性等性能。
同时,引入功能性单体,如羟基丙烯酸酯、羧基丙烯酸酯等,可以赋予树脂特殊的功能,如交联性、自乳化性、耐水性等。
官能团的引入对于水性丙烯酸树脂的性能也至关重要。
官能团可以影响树脂的分子间相互作用、相容性以及界面性能。
例如,引入羟基或羧基官能团可以提高树脂的水分散性,同时增加其与基材的粘附力;引入氨基或酰胺官能团可以提高树脂的耐水性和耐化学腐蚀性能。
分子量分布也是水性丙烯酸树脂设计中的重要因素。
通过控制聚合反应的条件,如温度、引发剂浓度、反应时间等,可以得到不同分子量分布的树脂。
分子量分布越窄,树脂的性能越稳定;而分子量分布适当拓宽,则可以提高树脂的柔韧性和抗冲击性能。
221 概述由于醇酸树脂分子结构中含有较多的酯基使得其涂膜性能存在着明显的不足[1],通过改变反应条件合成极性小的丙烯酸树脂,合成涂膜干燥快,附着力、硬度、丰满度、平滑性等良好的丙烯酸树脂。
2 实验部分将混合单体与B P O 混合即A 料,加入滴液漏斗;在四口烧瓶加入基料;加热,通冷却水,通氮气。
升温至回流温度保温5min;滴加A料,保持回流温度(120~122)℃,控制约在3.5h滴完A料;恒温搅拌反应1h;加入剩余引发剂;再恒温搅拌反应1.5h;降温至60℃出料;测定丙烯酸树脂粘度,固含量。
3 结果与讨论3.1 单体的选择选用了甲基丙烯酸甲酯(M M A )、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸丁酯(BMA)作为聚合单体。
MMA的量增加能使丙烯酸树脂的玻璃化温度升高,但是由于其极性较大,量增加会相应增大树脂的极性;ST增加也能提高玻璃化温度。
3.2 保温反应时间对转化率的影响在滴加C料后保温反应时间从开始到60min时反应速度较快,从90min到120min间转化率变化不大,到90min时,单体基本反应完全,延长保温反应时间对提高单体转化率作用不大,选择较为适宜的保温反应时间是90min。
3.3 引发剂的选择和用量有机溶液聚合选用偶氮类和过氧化物类等油溶性有机引发剂[2]。
本实验采用过氧化苯甲酸叔丁酯与过氧化二苯甲酰进行对比实验。
实验BPO用量在1.5%比较合适。
3.4 反应温度的影响采用在溶剂回流温度下滴加单体,其回流温度通过溶剂二甲苯、甲苯的合适配比,达到适宜的温度,从而控制反应物的聚合速度[3],回流温度在120~122℃。
3.5 醇酸树脂与丙烯酸树脂不同配比对改性漆膜的影响将聚合物与醇酸树脂在常温下搅拌混合,加入催干剂,异辛酸铝量为2%,异辛酸钴量为3%,得出性能如表3所示。
表3 性能表对比混合比10:210:410:6表干时间393428附着力/级112硬度HB 2H 2H 柔韧性/mm 112耐冲击性/cm504535漆膜表干时间随丙烯酸树脂量增加而缩短;漆膜附着力随丙烯酸树脂量增加变差;漆膜硬度随丙烯酸树脂量增加而增大,漆膜耐冲击性随丙烯酸树脂量增加而变差。
南阳理工学院本科生毕业设计(论文)学院(系):生物与化学工程学院专业:化学工程与工艺专业学生: 123 指导教师: 123完成日期 2015 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计(论文)改性丙烯酸树脂的合成与研究Study on the synthesis and modification ofacrylic resin总计:17 页表格:3个插图: 3 幅南阳理工学院本科毕业设计(论文)改性丙烯酸树脂的合成与研究Study on the synthesis and modification ofacrylic resin学院(系):生物与化学工程学院专业:化学工程与工艺专业学生姓名:郭理云指导教师(职称):李朝艳评阅教师:完成日期:南阳理工学院Nanyang Institute of Technology改性丙烯酸树脂的合成与研究化学工程与工艺专业郭理云【摘要】影响印刷质量的重要因素之一是预涂感光版(PS版)的性能,而PS版的质量又与所用树脂结构和性能密切相关。
此文在合成N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺(ASPAA)单体基础之上,以N-N二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,偶氮二异丁腈(YFO)为引发剂,采用自由基溶液聚合合成了ASPAA/甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸三元共聚物,通过测三元共聚物的酸值,考察了反应温度、反应时间、引发剂浓度对产物接枝的影响,实验表明,反应温度为80℃,反应时间为4h,引发剂浓度为1.5%时,效果较佳。
【关键字】N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺;三元共聚;PS版;合成工艺;酸值。
Study on the synthesis and modification ofacrylic resinChemical Engineering and Technology Guo Li -yunAbstract:One of the important factors affecting the printing quality is Pre-sensitized printing plate (PS plate) performance, but also with PS version of the quality of the structure and properties of the resin are closely related. This article in the synthesis of N- [4- (sulfonamide) phenyl] acrylamide (ASPAA) monomer basis, with NN-dimethyl formamide (DMF) as solvent, azobisisobutyronitrile (YFO) is initiator, radical solution polymerization synthesis ASPAA / methyl methacrylate / methacrylic acid terpolymer, the terpolymer measured by acid value, effects of reaction temperature, reaction time on the product grafted experimental results show that the reaction temperature is 80 ℃, reaction time 4h,the initiator concentration of 1.5%, was better.Keyword:N- [4- (sulfonamide) phenyl] acrylamide; terpolymers; PS version; synthesis; acid value.目录1 引言 (1)1.1 PS版制备工艺概述 (2)1.1.1 版基处理 (2)1.1.2 PS版感光材料技术 (3)1.2 阳图PS版用树脂 (3)1.2.1 阳图PS版对成膜树脂的要求 (4)1.2.2 阳图PS版用树脂种类 (4)1.3 阳图PS版用树脂的设计 (8)1.4 课题目标及意义 (8)2 实验部分 (9)2.1 ASPAA单体的合成 (9)2.1.1 仪器 (9)2.1.2 试剂 (9)2.1.3 ASPAA的合成工艺 (9)2.2 ASPAA/MMA/JXS三元共聚物的合成与酸值的测定 (9)2.2.1 ASPAA/MMA/JXS三元共聚物的合成 (9)2.2.2 酸值测定 (10)3 结果与讨论 (11)3.1 合成ASPAA影响因素 (11)3.1.1 NaHCO3的用量对ASPAA收率影响 (13)3.1.2 反应温度对ASPAA收率影响 (11)3.1.3 产物析出条件对ASPAA收率影响 (12)3.2 合成三元共聚物的影响因素 (12)3.2.1反应温度对酸值的影响 (12)3.2.2反应时间对酸值的影响 (13)3.2.3引发剂浓度对酸值的影响 (14)4 结论 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1 引言排版技术告别铅和火的时代一去不复返了,这主要因为计算机-激光照排的技术在印刷行业的应用。
计算机上的文字和图像,经过激光扫描,生成文字和图像的相应软片,然后翻制到印刷版上,再上机印刷,得到印品,实现这个过程所用的印刷版,美其名曰预涂感光版印,简称PS版[l]。
根据感光涂层感光树脂经过光照射,发生分解或着交联,将PS版分为阳图版或阴图版,阳图PS版用的是叠氮萘醌-酚醛树脂,阴图PS版大多用的重氮树脂。
20世纪30年代,PS版由德国KALLE公司发表了研究专利,即重氮盐取代重铬酸盐类。
且在30年代末叠氮化合物和感光性树脂又被该公司成功地研制出来。
40年代,美国成功研制了PS版,50年代美国宝丽光公司研制出了阳极氧化的铝版基PS版。
60年代日本富士胶片公司引进了美国宝丽光公司PS版制造技术,且生产出日本首批国产PS版,随后,日本将PS版广泛的用于印刷工业的生产中。
70年代中期,PS版在日本得到广泛应用,印刷技术达到了领先水平。
阴图PS版主要盛行于50年代初期。
50年代末至60年代是印版感材大幅度开发和应用阶段。
70年代末已趋向于完善,并转向了计算机直接制版技术(CTP)。
90年代末,CTP技术发展逐渐成熟,商品化,形成了CTP突飞猛进,PS版产量占优的格局。
随着印刷行业的快速发展,对印品的要求也不断提高。
使得高质量化、小批量、短期交货的印品朝着感光度高、易显影性、宽容度好等高性能方向快速发展。
目前,高网线技术发展迅速,于此带动了印刷行业的发展,使得印品的性能更加满足了人们的需求。
颜色丰富、层次高超、清晰度更高的高精细印刷横空出世。
高精细印刷品相较于普通印刷品有一个很大的区别,就是网点扩大率。
通常情况下,解像度在3000以上的印品称为高精细印刷品。
有无水硅橡胶版和有水PS版是高精细印刷的印版主要的两种。
无水硅橡胶版因为价格昂贵在国内尚不能大量生产,因此实现高精细印刷采取预先提高现有PS版的性能来成为版材开发的热点。
高性能PS版目前还没有权威认证,不过一般来说,高性能PS版应具有下述性能:(1)高感度。
曝光时间缩短,从而使制作工期缩短;(2)较佳的小网点重现性。
小网点重现力强,高光处的调子易再现;(3)且减少胶带,印片子边;(4)版材统一表观,以减少晒花现象、大面积平网的晒虚;(5)显影度大,且耐印力高;(6)其它性能,如印刷,还需要涂层耐油墨的侵蚀等。
高性能PS版开发主要集中在高性能涂层化合物的制备和应用上,如分级酚醛树脂,兼顾了感光度、显影度、热性能、耐印力等性能,选择性酯化光敏树脂,提高了感光剂的溶解适应性、量子效率、阻溶促溶等性能,聚氨酯树脂和含有酚羟基的丙烯酸树脂提高了版材的显影宽容度、耐印力。
本论文的目的是开发高性能PS版涂层聚合物。
N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺的磺酰胺基团具有一定的碱溶性,因此作为共聚单体,提高了PS 版的耐溶剂性、抗碱性、显影度、耐印力等性能。
本文拟在合成此单体基础上,合成PS版用ASPAA/甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸(JXS)三元共聚树脂,对其合成工艺、酸值展开了研究。
1.1 PS版制备工艺概述PS版的印刷过程主要包括铝版基的制备和信息存储与传递两种工艺。
前者因常压下尺寸非常稳定,且经得起在印刷机上长时间印刷的测验,所以有较长储存寿命。
主要用到亲水特性、无机化学等知识,并借用金属表面处理、电化学等知识。
后者通过油墨介质把它传递到纸上,主要是记录信息。
用到感光材料、疏水特性、有机化学的知识,且大量采用摄影技术、涂层分散技术和油墨等。
PS版的制备工艺主要由版基处理和感光材料两大部分组成。
1.1.1 版基处理[2]版基处理包括阳极氧化处理、磨版处理、亲水性处理和封孔。
(1)阳极氧化[4]为了在铝版表面生成一层具有一定硬度的致密氧化膜,需在已经电解粗化的铝版表面进行一次电极氧化处理,使在制版过程中有效地防止砂目磨损、擦伤、腐蚀,另一方面使得版面具有更好的耐印率、保水性、吸附性和化学稳定性。
阳极氧化膜对PS版性能产生极大影响。
它虽为PS版带来优良的耐磨性、抗蚀性,但因为细孔对物质具有较强的吸附力,还会影响氧化膜上的细孔致密度,所以会极大影响到PS版的亲水性。
阳极氧化工艺有硝酸法、盐酸法、硫酸法、混酸法等。
(2)磨版处理为了形成保水性能良好的理想砂目。
磨版分为电化学磨版、机械磨版、化学磨版。
主要作用是使磨版后的砂目具有一定细密的间距。
目前国内PS 版基的砂目很多为单一的凹窝形或尖峰形。
但较好的砂目为蜂巢形,形成多层砂目。
国外的PS版以富士胶片公司生产的多层砂目技术而著名[3]。
多层砂目是由大小不同的砂目复合构成,主要包括大波、中波、微小波。
大波形成的砂目因减少网点扩大,不易上脏;中波形成的砂目能提高耐印力;微小波形成的砂目不易被划伤,那么就提高了非图文部分的耐磨损性。
多层砂目技术使印版既不易上脏,耐印力得到提高,很好地实现了PS版材的耐印力和耐脏的平衡问题。
国内砂目的评估多采用Ra(平均粗糙度值)和Rz(平均砂目粗糙度值)来评价。
Ra值一般为0.65左右,Rz值多在4.82左右。
国外对砂目采取综合评估的方法,除了Ra、Rz,还包括TP(轮廓支撑长度率)、Sm(砂目平均底圆直径)等。
富士公司的PS版砂目一般为0.65左右,多层砂目比此值要小。
(3)表面亲水处理[5]铝表面要形成具有抗蚀性的保护膜,才能提高铝材上的图像粘牢度,并且防止污染。
所以涂布感光液之前要对铝材作亲水处理。
亲水处理的方法有碱金属硅酸盐法、磺酸聚合物法、磷酸化合物法等。