丙烯酸系缔合型增稠剂的增稠机理

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本文以甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸乙酯(EA)及末端连有疏水性烷基长链的功能单体(BEM)为原料,以过硫酸铵(APS)为引发剂、非离子乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚(OP-9、OP-21)和阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为复合乳化剂,采用半连续乳液聚合的方法合成了非交联的憎水改性碱溶性缔合型增稠剂乳液。考察了增稠剂乳液的粘度、透光率、乳胶粒粒径及其分布等性能,结果表明随着BEM用量的增加,乳液的粘度和乳胶粒粒径都是先增大后减小。考察了不同固含量下乳液粘度和透光率随pH的变化情况。随着pH值的增加,乳液的透光率先迅速增大,达到最大值后保持基本不变;在上述体系中加入不同量的交联剂邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)制备了的憎水改性交联缔合型增稠剂乳液。测定了乳液的一些基本性能,并对其碱溶液粘度和透光率随pH的变化进行了表征。结果表明,随NaOH溶液的加入,pH值的升高,乳液的透光率在pH为7.0附近迅速增大,在pH为8.1左右达最大值后基本保持恒定;乳液碱溶液的粘度也在pH在7.0附近迅速升高,然后缓慢下降。交联剂用量对增稠剂碱溶液的以上行为有明显影响。聚合时加入少量交联剂对聚合物轻度交联可提高增稠剂的增稠效果及其抗剪切性能。但交联剂含量须严格控制,使用占单体质量0.2%或者更多的交联剂会明显降低乳液聚合物的碱溶性,因此严重降低其增稠效果。与未交联的增稠剂乳液比较,在相同固含量下交联增稠剂的粘度和透光率都明显低于非交联增稠剂。在此基础上对其增稠机理进行了讨论。本文选取BEM不同含量的几种增稠剂乳液(BEM占单体的0.5wt%、2.5wt%和5.0wt%)的几种增稠剂乳液,分别在1200r/min和24000r/min的转速下进行搅拌。在1200r/min的转速下,交联与非交联的增稠剂体系中的缔合体均没有完全破坏。在静置恢复过程中,DAP含量不高于5.0wt%的交联增稠剂的黏度均可恢复或超过未搅拌前的粘度,对于非交联的增稠剂在24000r/min的转速下搅拌后,BEM含量为5.0%的增稠剂的粘度值超过搅拌前的对应值,而且在静置恢复过程中的粘度大于BEM含量为2.5%的增稠剂的黏度。我们用低温冻干扫描电镜考察了搅拌过程中不同时间的样品的表面形态,探讨了搅拌过程中增稠剂分子链形态结构及其变化。
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