AMPS改性環(huán)氧樹脂的合成及乳化性質(zhì).pdf

1、本文以丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)為水性單體，對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性。此共聚物不需中和，就能獲得良好的水分散性。設(shè)計(jì)出了AMPS改性環(huán)氧樹脂的反應(yīng)路線，通過正交實(shí)驗(yàn)和對(duì)比實(shí)驗(yàn)，對(duì)反應(yīng)物配比、聚合溫度和引發(fā)劑用量等反應(yīng)條件進(jìn)行了優(yōu)化，并探討了影響反應(yīng)穩(wěn)定性的因素。由于AMPS的高聚合活性，須采用一些較為特殊的單體滴加方法，以保證共聚反應(yīng)的穩(wěn)定進(jìn)行。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，原料配比環(huán)氧樹脂：AMP(摩爾比)為1：2，反應(yīng)溫度為llO℃，引發(fā)劑用量為

2、1.5％時(shí)得到的高聚物收率可達(dá)69.1％。測(cè)試了反應(yīng)過程中特性粘數(shù)[η]、體系酸值及高聚物的收率隨反應(yīng)時(shí)間的變化規(guī)律。利用紅外光譜表征了共聚物的結(jié)構(gòu)，并對(duì)所得乳液的各項(xiàng)穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試，對(duì)聚合反應(yīng)的表觀性質(zhì)進(jìn)行了描述。 從反應(yīng)體系的酸值隨反應(yīng)時(shí)間下降推測(cè)，除了在BPO引發(fā)劑作用下AMPS與環(huán)氧樹脂主鏈上的接枝反應(yīng)之外，還有AMPS的磺酸基團(tuán)與環(huán)氧樹脂的環(huán)氧基的擴(kuò)鏈反應(yīng)發(fā)生。于是進(jìn)行了三個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，探討反應(yīng)的機(jī)理。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，整個(gè)實(shí)

3、驗(yàn)中接枝反應(yīng)和環(huán)氧基的開環(huán)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，二者在反應(yīng)的前期和后期分別居于主導(dǎo)地位。從測(cè)定高聚物的DSC和TG曲線，有兩個(gè)玻璃化溫度，證實(shí)了對(duì)反應(yīng)機(jī)理的推斷。以反應(yīng)體系中環(huán)氧樹脂的濃度變化為對(duì)象，用微商法求出了AMPS與環(huán)氧樹脂反應(yīng)的總反應(yīng)和接枝反應(yīng)的活化能和速率常數(shù)，發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹脂分子鏈上的鏈自由基產(chǎn)生速率是控制接枝與擴(kuò)鏈反應(yīng)進(jìn)行的關(guān)鍵。 聚合物乳液的粒徑分布和聚合時(shí)間有關(guān)。隨著t'Sj間I的延長(zhǎng)，聚合物乳液的粒徑先減小后增大，且分

4、布變寬，原因是反應(yīng)后期主要發(fā)生的是開環(huán)反應(yīng)，消耗了體系中磺酸基，生成了疏水性的磺酸酯基，使AMPS改性環(huán)氧樹脂的水分散性下降。研究中還發(fā)現(xiàn)乳液的粒徑與AMPS的用量有密切關(guān)系，隨著AMPS量的增加，產(chǎn)物水分散體的 粒徑逐漸變大；AMPS改性環(huán)氧樹脂可以不加中和劑直接乳化，這對(duì)水分散體的粒徑分布變化不大。這和以往其它單體改性的環(huán)氧樹脂必須加堿中和后，才獲得水溶性有根本的差別。 討論了MAA和AMPS共同改性環(huán)氧樹脂的反應(yīng)特