聚乙二醇硫酸鹽支鏈型丙烯酸樹脂的合成與應(yīng)用.pdf

1、丙烯酸樹脂是一類性能優(yōu)異用途廣泛的聚合物，在皮革、造紙、建筑、水處理等方面有著廣泛的應(yīng)用，目前，針對這些行業(yè)生產(chǎn)中所需丙烯酸樹脂的性能與要求，開發(fā)新型的丙烯酸樹脂依然是研究的熱點(diǎn)之一。本課題以合成制備混凝土用聚羧酸系減水劑和皮革用丙烯酸樹脂復(fù)鞣劑為目標(biāo)，研究了含聚乙二醇硫酸鹽支鏈的丙烯酸樹脂的制備及應(yīng)用性能。 首先，進(jìn)行了混凝土用減水劑的制備，合成路線為用馬來酸與聚乙二醇反應(yīng)制備馬來酸聚乙二醇酯，再用氨基磺酸進(jìn)行硫酸化制備馬來酸

2、聚乙二醇硫酸鹽；所得馬來酸聚乙二醇硫酸鹽與丙烯酸進(jìn)行共聚合反應(yīng)，制備含聚乙二醇硫酸鹽支鏈的聚丙烯酸系減水劑。研究了影響合成反應(yīng)的因素，得到酯化反應(yīng)的的條件為馬來酸與聚乙二醇的摩爾比為：1.05:1，反應(yīng)溫度為75℃，反應(yīng)時間為2h；硫酸化的反應(yīng)條件為氨基磺酸與馬來酸聚乙二醇酯的摩爾比為0.15:1、反應(yīng)溫度為105℃、反應(yīng)時間為2h時，硫酸化率達(dá)到78.58％；聚合反應(yīng)的條件為以5％過硫酸銨水溶液為引發(fā)劑、馬來酸聚乙二醇硫酸酯(MAPE

3、G)：丙烯酸摩爾比為1:1.5、反應(yīng)溫度為75℃、反應(yīng)時間為4h時，所得羧酸系減水劑PCL-2的性能較好。FTIR結(jié)果表明制備了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的聚羧酸系減水劑，大分子鏈上含有羧基(-COO-)、硫酸基(-OSO3-)、聚氧乙烯基鏈(-OC2H4)側(cè)鏈。GPC譜圖結(jié)合應(yīng)用試驗(yàn)表明了，相對分子質(zhì)量在30000左右時減水劑的減水效果最好，坍落度損失最小。ζ電位在-21mV左右，減水劑對水泥的分散效果好，ζ電位和表面張力表明，聚羧酸系高效減水劑的減水

4、作用主要靠單分子的空間位阻及靜電斥力。聚羧酸鹽減水劑的應(yīng)用試驗(yàn)表明，當(dāng)摻量為0.25％、水灰比為0.29時，減水率為28.5％，坍落度的損失小，3h之內(nèi)坍落度由245cm下降到231cm。3d、7d、28d的抗壓強(qiáng)度比分別為198％、172％、156％。凈漿流動度很好，凈漿流動度高達(dá)288mm。其性能明顯的高于國內(nèi)的聚羧酸鹽減水劑，而其價格只有國內(nèi)聚羧酸鹽減水劑的2/3。 其次，進(jìn)行了聚乙二醇支鏈型丙烯酸樹脂復(fù)鞣劑的制備及應(yīng)用研

5、究，并進(jìn)行FTIR分析與應(yīng)用試驗(yàn)。在聚乙二醇硫酸酯的合成條件不變的情況下，改變聚乙二醇硫酸酯與丙烯酸的反應(yīng)條件制備復(fù)鞣劑。最佳合成條件為：引發(fā)劑過硫酸銨1％、馬來酸聚乙二醇硫酸酯：丙烯酸摩爾比1.5:1、反應(yīng)溫度為70℃、反應(yīng)時間4h，所得復(fù)鞣劑L-2與減水劑PCL-2的FTIR譜圖相似。當(dāng)復(fù)鞣劑L-2用量為7％時，成革在背脊處、中部和腹肷部的增厚率分別為12.30％、14.81％和19.78％，收縮溫度增加了5℃，柔軟性和粒面狀況等應(yīng)

6、用效果最佳，不敗色，物理性能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。從掃描電鏡可看出，復(fù)鞣劑L-2對纖維的分散效果很好。L-2與ART-Ⅰ的應(yīng)用對比實(shí)驗(yàn)表明：L-2具有良好的助染效果，克服了傳統(tǒng)丙烯酸復(fù)鞣劑的“敗色”問題；具有較好的填充作用及皮革手感柔軟、發(fā)泡感強(qiáng)的特點(diǎn)；成革物理-機(jī)械性能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。 本研究工作的創(chuàng)新之處是通過氨基磺酸鹽硫酸化馬來酸聚乙二醇酯為聚合物引入硫酸鹽側(cè)基，通過GPC、ζ電位等確定聚合物的分子性能，顯著的提高了聚羧酸鹽減