高浓度乳液稳定性评价方法及其应用
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理论探讨第41卷第2期皮革与化工Vol.41No.22024年4月LEATHER AND CHEMICALSApr.2024收稿日期:2024-03-16作者简介:陈华(1967-),男,汉族,毕业于成都科技大学,从事皮革化学品的研发工作30余年。
闵峰(1977-),男,汉族,巴克曼实验室化工(上海)有限公司皮革技术部技术经理,研究方向:皮革前段及复鞣材料应用。
高固含量聚丙烯酸乳液的合成与应用陈华,闵峰(巴克曼实验室化工(上海)有限公司,上海201707)摘要:探索合成固含量在50%以上的丙烯酸酯乳液,以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸、苯乙烯、丙烯腈,丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等为混合单体,以K 12和S-90作为复合乳化剂,以过硫酸铵为引发剂制取聚丙烯酸酯乳液。
通过改变预乳化的水量及控制条件、引发剂的用量、固含量的高低等条件进行多组实验,以探索各影响因素对乳液性能的影响,并筛选其最佳合成条件。
实验还通过在乳液聚合完成之后,通过加入氧化还原体系引发剂,来处理乳液中的残留单体,筛选出各体系下氧化剂和还原剂的最佳用量比。
实验发现采用还原剂FF6M 和70%叔丁基过氧化氢氧化还原体系,当FF6M 占乳液质量的比值约为0.2%,70%叔丁基过氧化氢占乳液质量的比值约为0.2%时,效果最佳。
关键词:乳液聚合;聚丙烯酸酯乳液;氧化还原中图分类号:TQ433.4+36文献标识码:A文章编号:1674-0939(2024)02-0022-04The Synthesis of the Polyacrylic Emulsionwith High Solid ContentCHEN Hua,MIN Feng(Buckman Laboratories (Shanghai)Chemicals Co.,Ltd.,Shanghai 201707,China )Abstract:Acrylic adhesive with solid content over 50%was synthesized by using MMA,EA,AA,ST,AN,BA,2-Ethylhexyl acrylate as mixed monomers,K 12and S-90as complex emulsifier,ammonium persulfate as initiator.By changing the amount of water and control conditions of pre-emulsification,the amount of initiator,the level of solid content and other conditions,the paper explored the influence of various factors on the properties of emulsion,and screened the best synthesis conditions.After the emulsion polymerization,the experiment also added redox system initiator to deal with the residual monomer of the acrylic emulsion,and screened out the best use ratio of oxidizing and reducing agents in the various systems.Taking FF6M and TBHP-70oxidation and reduction system,the best results were obtained when the ratio of FF6M to the emulsion mass was about 0.2%and that of 70%tert-butylhydrogen peroxide was about 0.2%.Key words:polymerization;acrylic emulsion;oxidation and reduction 高固含量低黏度(300~1000mPa ·s)聚合物乳液与固含量40%~50%以下通常的乳液相比,具有生产效率高、运输成本低、成膜干燥快、运输及储存成本低以及对环境污染小等优点,因此高固含量丙烯酸乳液广泛应用于工业领域,如压敏胶黏合剂、纸张复合胶黏剂、塑木复合胶黏剂、木材胶黏剂、建筑胶黏剂、纺织及皮革胶黏剂、汽车胶黏剂等,具有广阔的发展前景[1,2]。
浅析乳液聚合的合成原理及和材料及稳定性在乳液聚合过程中,乳化剂的种类、用量与用法、pH值、引发剂的类型、搅拌形状与搅拌速度、加料方式、聚合工艺等都会影响到聚合物乳液的稳定性。
功能性单体如硅烷偶联剂、丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯等作为交联单体参与共聚,在一定程度上可提高乳液的稳定性,但因具有极强的亲水性,聚合过程中若在水相发生均聚形成水溶性大分子,容易产生絮凝现象,极易破乳。
因而选择合适的乳化体系和聚合工艺对乳液聚合过程的稳定性具有极重要。
聚合物乳液承受外界因素对其破坏的能力称为聚合物乳液的稳定性。
在乳液聚合过程中局部胶体稳定性的丧失会引起乳胶粒的聚结形成宏观或微观的凝聚物,即凝胶现象。
凝胶多为大小不等、形态不一的块状聚合物,有的发软、发粘,有的发硬、发脆、多孔。
在搅拌作用下凝胶分散在乳液中,可通过过滤法或沉降法除去,但有时也会形成大量肉眼看不到的、普通方法很难分离的微观凝胶,使乳液蓝光减弱颜色发白,外观粗糙。
严重时甚至整个体系完全凝聚,造成抱轴、粘釜和挂胶现象。
凝聚物的生成在乳液研究和生产中具有极大的危害性,它不仅降低单体的有效转化率,增加聚合装置的停机时间和处理的费用,而且还会加大各釜和各批次间产品性能的不一致性,污染环境。
目前比较权威的用于解释聚合物乳液稳定性的理论是双电层理论和空间位阻理论。
乳胶粒子的表面性质与吸附或结合在其上的起稳定作用的物质有关,酸性、碱性离子末端以及吸附在乳胶粒表面上的乳化剂在一定的pH值下都是以离子形式存在的,使乳胶粒子表面带上一层电荷,从而在乳胶粒子之间就存在静电斥力,乳胶粒难于互相接近而不发生聚结。
当乳胶粒表面吸附有非离子型乳化剂或高分子保护胶体时,其稳定性则与空间位阻有关。
乳化剂的选择是决定乳液聚合体系稳定性的关键因素之一。
乳化剂虽不直接参与反应,但乳化剂的种类及用量将直接影响到引发速率、链增长速率以及聚合物的分子量和分子量分布。
此外乳化剂的类型、用量和加入方式对乳胶粒的粒径和粒径分布、乳液粒度也有着决定性的影响。
淀粉稳定的Pickering乳液制备及其应用研究进展作者:王小凤马畅关家乐梁春艳朱旻鹏来源:《农业科技与装备》2021年第01期摘要:Pickering乳液是一种新型乳液体系,具有成本低、安全性好、环境友好、稳定性高等优势。
介绍Pickering乳液的稳定机理,综述淀粉稳定的Pickering乳液制备及其应用研究进展,以期为Pickering乳液的进一步研究与發展提供参考。
关键词:Pickering乳液;淀粉;改性淀粉中图分类号:TS231 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2021)01-0066-03乳状液是由两种不互溶的组分组成的分散体系,其中一种组分(分散相)以液滴的形式分散于另外一种组分(连续相)中。
乳状液属于热力学不稳定体系,一般需要添加表面活性剂使其形成稳定的乳液。
Pickering乳液是乳状液的一种,其不添加表面活性剂,而是利用固体颗粒来稳定乳液。
添加的固体颗粒会吸附于O/W界面上,形成单层或多层膜,从而起到稳定乳液的作用。
1 Pickering乳液的稳定机理Pickering乳液较好的稳定性是通过颗粒在两相界面上吸附形成机械屏障从而改变颗粒间的空间位阻而实现的,这是一个热力学不可逆过程。
Pickering乳液稳定的关键因素之一是三相接触角。
Robert等人介绍了颗粒与油水界面接触角θow的关系。
由Pickering乳液中颗粒三相接触角示意图(如图1所示)可以看出:当θow<90 °时,固体颗粒亲水性较强,大部分的固体颗粒处于水相中,可形成水包油型(O/W)Pickering乳液;当θow>90 °时,固体颗粒亲油性较强,大部分的固体颗粒处于油相中,可形成油包水型(W/O)Pickering乳液;当θow=90 °时,颗粒既亲水又亲油,形成的乳液最为稳定。
2 淀粉稳定的Pickering乳液研究现状淀粉是一种天然的可再生、可生物降解的聚合物,其资源丰富,广泛存在于多种植物中。