無皂乳液聚合制備涂料印花增稠劑及其應(yīng)用研究.pdf

1、以丙烯酸、丙烯酰胺為主要單體，與甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯共聚，以N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺為交聯(lián)劑，過硫酸鉀-亞硫酸鈉氧化還原引發(fā)體系、過硫酸銨為引發(fā)劑，聚乙烯醇作為分散劑，采用兩步引發(fā)進(jìn)行無皂乳液聚合，制備了高性能的涂料印花增稠劑。測定了影響乳液性能的各種因素，并利用紅外光譜(FT-IR)、透射電鏡(TEM)、示差掃描量熱儀(DSC)對(duì)其結(jié)構(gòu)、形態(tài)、熱性能進(jìn)行了表征。并把產(chǎn)品應(yīng)用于涂料印花小試工藝，對(duì)增稠劑的作用機(jī)理及對(duì)印花效果進(jìn)行了初

2、步探討。 研究結(jié)果表明： (1)采用無皂乳液聚合，以水溶性高分子聚乙烯醇作為膠體保護(hù)劑，過硫酸鉀-亞硫酸鈉氧化還原體引發(fā)體系、過硫酸銨為引發(fā)劑，采用兩步引發(fā)聚合，制備了穩(wěn)定的共聚物乳液。 (2)無皂乳液聚合制備涂料印花增稠劑的較佳工藝：采用一次投料法，m(丙烯酸)∶m(丙烯酰胺)∶m(甲基丙烯酸)=20∶8∶1，w(丙烯酸丁酯)=14％～16％，w(聚乙烯醇)=30％，w(引發(fā)劑)=0.3％，w(交聯(lián)劑)=0.3

3、％；反應(yīng)時(shí)間：第一步2.5～3h，第二步3～3.5h；反應(yīng)溫度：第一步50℃，第二步75～80℃。 (3)隨著引發(fā)劑用量增加，乳液的穩(wěn)定性增加，當(dāng)引發(fā)劑用量為0.3％時(shí)，黏度達(dá)到最大值22Pa·s，但當(dāng)引發(fā)劑用量高于0.3％時(shí)，隨著引發(fā)劑用量的增加，增稠劑的黏度下降，黏度指數(shù)上升。 (4)本實(shí)驗(yàn)采用無皂乳液聚合，反應(yīng)中不加乳化劑，主要是靠水溶性高分子聚乙烯醇(PVA)在無皂乳液聚合中充當(dāng)膠體保護(hù)的作用，增加聚合反應(yīng)過程和

4、乳液本身的穩(wěn)定性。隨著PVA用量的增加，乳液的黏度增加，穩(wěn)定性增加。但當(dāng)PVA用量超過30％時(shí)，乳液的增稠能力下降。 (5)柔性單體丙烯酸丁酯的加入，可增加聚合物鏈的柔順性、改善織物手感和耐洗性能；隨著丙烯酸丁酯用量的增加，聚合物表面電荷密度增大，乳膠的穩(wěn)定性增強(qiáng)；但因其親水性小，乳膠粒表面的水合層較薄，隨其用量增加，會(huì)使乳液的黏度降低，綜合考慮兩種因素的影響，丙烯酸丁酯較佳用量為14％～16％。 (6)共聚物是一種輕度

5、交聯(lián)的高分子電解質(zhì)，交聯(lián)劑N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺的加入，使其形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)自由態(tài)水的限制作用增強(qiáng)，增稠能力增加，但當(dāng)交聯(lián)劑用量超過0.3％時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)密度增加，體積膨脹率下降，黏度變小，黏度保留率下降。 (7)FT-IR證實(shí)了聚合物中各單體單元的存在；TEM測定乳液粒子呈規(guī)則的球形，顆粒表面光滑，粒子分布較均一，經(jīng)測量計(jì)算，乳膠粒的平均粒徑為80～100nm；DSC測定共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg=45.8℃，并沒有出現(xiàn)各均

6、聚物所對(duì)應(yīng)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，說明所合成的高聚物不是各均聚物的混合物，而是一個(gè)無規(guī)的共聚物。 (8)增稠劑產(chǎn)品是一種非牛頓流體，具有一定的假塑性和觸變性，黏度隨切變速率的增大而減小，當(dāng)剪切力除去后，在瞬間又恢復(fù)到原來的稠厚和黏度狀態(tài)，產(chǎn)品的黏度指數(shù)(PVI)值為0.22～0.23；合成的增稠劑還具有良好的抗電解質(zhì)性能，產(chǎn)品的黏度保留率為22％～24％。 (9)用制備的增稠劑產(chǎn)品配制的原糊，制糊效率高，穩(wěn)定性良好，可長期存放