不同保护胶体下聚醋酸乙烯酯乳液的合成及流变性能研究

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本研究采用半连续乳液合成工艺,分别合成了以SiO2/PVA、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、蜡质淀粉、碱改性蜡质淀粉作为保护体系,理论固含量在为40%的PVAc乳液,考察不同保护体系下保护胶体含量对乳液性能的影响,并测试了乳液稳定性能、乳液粘度、粒径、胶膜吸水率、压缩剪切强度、乳液微观状态和乳液流变性能。SiO2/PVA保护体系合成的复合乳液具有较好聚合稳定性、贮存稳定性及稀释稳定性;合成乳液粘度随Si02粒子含量增加而降低,乳液胶膜吸水率随Si02量增加先增大后减小;乳液粒径分布在220.4nm-471.0nm范围内;随Si02含量增加压缩剪切强度先增大后减小,最大强度对比空白式样提高约12%;SEM结果显示Si02粒子吸附在乳胶粒子表面,粒子形状由圆形变得不规则。羧甲基纤维素钠和羟乙基纤维素为保护胶体合成乳液具有较好稳定性;乳液胶膜吸水率随CMC含量增加而增加,随HEC添加量的增加而降低:保护胶体所占比重增加乳液粘度增大;随HEC在乳液中所占比重增加乳液粒子直径增加;采用CMC合成的乳液干态压缩剪切强度在8.0-9.7MPa之间。而采用HEC合成乳液的压缩剪切强度在7.5~1.9MPa之间;乳液微观分散良好,粒了形状规则分散均匀。蜡质淀粉和碱处理蜡质淀粉作保护胶体乳液稳定性能好;随淀粉比重增加胶膜吸水率先降低后增大;随着蜡质淀粉和碱改性蜡质淀粉加入量的增加乳液粘度增大,蜡质淀粉合成乳液的干态压缩剪切强度在8.0MPa~9.8MPa之间。而碱处理蜡质淀粉作为保护胶体的乳液压缩剪切强度在7.4~0.2MPa之间;采用蜡质淀粉、碱处理蜡质淀粉作为保护胶体合成PVAc乳液的粒子都有较好的微观分散状态。所有合成乳液试样剪切粘度均随剪切速率增加而降低,合成乳液均呈现明显假塑性流体特征。乳液中适量添加Si02可以增加乳液空间网络结构的稳定性、增大乳液的剪切应力。随着乳液中HEC所占比例增加乳液的稠度系数、流动指数、剪切应力增加;随着乳液巾碱改性蜡质淀粉所占比例增加乳液的稠度系数和流动指数降低、剪切应力增加。相同含量下的三种保护胶体合成的乳液流动指数由大至小依次为碱处理蜡质淀粉、HEC、蜡质淀粉,在同剪切速率下相同含量三种保护胶体合成乳液的空间结构强度由大至小为HEC、蜡质淀粉、碱处理蜡质淀粉,三种物质中HEC对乳液保护作用最好。
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