在聚乙酸乙酯的聚合反應(yīng)中,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,據(jù)醋酸乙酯的分子量有所降低。這是問(wèn)什么?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2022-09-09分類:催化劑及助劑瀏覽:89
影響聚醋酸乙烯乳液質(zhì)量的因素
引發(fā)劑的影響 :在乳液聚合中都用水溶性的引發(fā)劑,如過(guò)硫酸鹽和過(guò)氧化氫,而不用溶解于單體中的過(guò)氧化苯甲酰和偶氮二異丁腈等。過(guò)氧化氫在存放中易變化,而硫酸鹽比過(guò)氧化氫易控制,在操作時(shí)加水溶解后即加入反應(yīng)釜內(nèi),因此比較穩(wěn)定,所以一般多采用過(guò)硫酸鉀、過(guò)硫酸銨等。 一般情況下過(guò)硫酸鉀的用量為單體量的0.2%,實(shí)際上在反應(yīng)中只加入2/3,其余1/3是在反應(yīng)最后階段加入的,目的是為了減少乳液中的游離單體。引發(fā)劑的用量也因設(shè)備情況、投料量多少而不同,一般反應(yīng)設(shè)備越大,投料量越大,引發(fā)劑的用量就相應(yīng)減少些。而在每次反應(yīng)時(shí)間中初加的部分也需視反應(yīng)情況而稍有不同。 用過(guò)硫酸鹽為引發(fā)劑時(shí),乳液的pH值需加以控制,因?yàn)樵诜磻?yīng)中加入過(guò)硫酸鹽會(huì)使反應(yīng)液的酸性不斷增加,而pH值太低(如小于2時(shí)),則反應(yīng)速度很慢,有時(shí)會(huì)破壞了乳液聚合反應(yīng)的正常進(jìn)行,使乳液粒子變粗,甚至?xí)狗磻?yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或使反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行。若所用聚乙烯醇是堿醇解的產(chǎn)品,水溶液呈弱堿性,則在反應(yīng)前可不調(diào)整pH值,而在反應(yīng)結(jié)束后加入部分碳酸氫鈉中和至pH值4-6間。
乳化劑的影響 :乳化劑是一種表面活性劑,在乳液聚合過(guò)程中能降低單體和水的表面張力,并增加單體在水中的溶解度,形成膠束和乳化的單體液滴。乳化劑的選擇對(duì)乳液的穩(wěn)定性和質(zhì)量有很大影響,乳化劑的用量多少也對(duì)乳液的穩(wěn)定性有影響,乳化劑用量太少乳液的穩(wěn)定性差,而用量太大耐水性則差。
聚乙烯醇是聚醋酸乙烯乳液聚合中最常用的乳化劑,由于對(duì)乳液的質(zhì)量要求不同,聚乙烯醇的規(guī)格和用量也有所不同。聚乙烯醇在乳液中除了起乳化劑的作用外,也起保護(hù)膠體的增稠劑的作用,所以其用量不僅以乳化的角度也從增稠的角度,即對(duì)乳液的粘度要求來(lái)考慮,一般用量為單體的5%左右。
聚乙烯醇一般用醋酸乙烯在甲醇中醇解來(lái)制取。所以聚乙烯醇聚合度的大小取決于聚醋酸乙烯分子量的大小,而在醇解時(shí)總是有部分乙酰基殘留下來(lái),聚乙烯醇分解的程度就用醇解度多少或殘留乙酰基多少來(lái)表示。
醇解度在99.5%以上的紡絲用的聚乙烯醇,由于聚乙烯醇分子結(jié)構(gòu)中的乙酰基基本上被羥基取代,因此結(jié)晶性較大,其水溶液在低溫時(shí)很容易成膠凍,用這樣的聚乙烯醇制成的乳液防凍性就很差,冰凍成塊融化后也不易還原,即一經(jīng)冰凍,乳液就被破壞了。
如果醇解留下一部分乙酰基,則聚乙烯醇分子結(jié)構(gòu)上帶有部分不對(duì)稱結(jié)構(gòu)和極性不同的基團(tuán),破壞了分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性,結(jié)晶性就較小,乳化作用也較好,所以用作乳化劑的聚乙烯醇都是這類低醇解度或稱高乙酰基的聚乙烯醇。這種聚乙烯醇在冷水中也能溶解,制成的乳液穩(wěn)定性好,防凍性能也較好,最常用的是醇解度88%-90%,即乙酰基為10%-14%的產(chǎn)品。
如果使聚乙烯醇的羥基與少量的丁醛基縮合,也同樣使聚乙烯醇分子上帶上結(jié)構(gòu)不同的基團(tuán),經(jīng)這樣改性的聚乙烯醇乳化性能很好,制成乳液的穩(wěn)定性也很好,而且比高乙酰基聚乙烯醇有更好的耐水性。但丁醛不能縮合太多,否則水溶性變差,并且有一個(gè)特點(diǎn):在冷水中溶解性大,在熱水中溶解性小。所以在生產(chǎn)乳液時(shí)溫度要逐漸上升至95℃,如丁醛基縮合過(guò)多,就會(huì)在加熱時(shí)析出,使乳液破壞。所以,一般丁醛基僅縮合3%-5%左右.使用乳化劑除聚乙烯醇外也可用其他非離子型或陰離子型的表面活性劑,非離子型的大都是環(huán)氧乙烷縮合物,如脂肪醇或烷基苯酚的環(huán)氧乙烷聚合物或環(huán)氧乙烷的嵌段共聚物。常用的如乳化劑.OP/TX-10等,是烷基酚的環(huán)氧乙烷縮合物。陰離子型常用的有十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、丁二酸乙基乙酯磺酸鈉等.用兩種乳化劑混合使用可形成混合膠束,乳化效果和穩(wěn)定性比單獨(dú)使用一種的要好,所以在乳液制備中較多的使用兩種或一種非離子和一種陰離子型的乳化劑混合使用。
增塑劑的影響: 增塑劑的使用聚醋酸乙烯乳液來(lái)說(shuō)是必要的,加入增塑劑后能改善膠膜的機(jī)械性能,使膠膜有較好的柔韌性和附著力,而主要的是能降低乳膠的最低成膜溫度。如不加增塑劑的聚醋酸乙烯乳液在低于15℃的條件下就不能很好成膜,而加入10%的苯二甲酸二丁酯后,就能使最低成膜溫度降至5℃以下。
在聚醋酸乙烯乳液中較普遍使用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、磷酸三甲酚酯等。由于磷酸三甲酚酯的增塑效果比苯二甲酸二丁酯差些,對(duì)醋酸乙烯乳液的混溶性也較差些,除了防火涂料及其他特殊要求外很少使用.增塑劑的用量視要求不同而異,一般是單體量的10%-25%,加入的方法通常在乳液反應(yīng)完畢之后降低溫度至50℃左右時(shí)慢慢加入,然后攪拌1-2h使之均勻,因?yàn)樵鏊軇┍晃盏骄酆衔锪W又腥バ枰欢螘r(shí)間,也可以在乳化反應(yīng)前加入增塑劑的水溶液,攪拌均勻后再加入單體和引發(fā)劑開(kāi)始反應(yīng),在一般情況下兩者對(duì)乳液的質(zhì)量影響沒(méi)有什么顯著的差別。一般增塑劑在反應(yīng)液中最好不超過(guò)5%-7%,否則會(huì)引起副作用,如降低聚合速度、降低分子量等。
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