丙烯酸酯乳液合成.doc

酒泉职业技术学院 毕 业 论 文 题 目 丙烯酸酯乳业合成的研究进展 系 别 化学工程系 专 业 应用化工生产技术 指导教师 许兴兵、肖彩琴 姓 名 张 益 康 学 号 091652050 摘要 本文是根据市场对纺织浆料和高性能内外墙乳液的需求和纺织时对经纱要经织机运动产生反复摩擦、拉伸、卷绕和冲击，为降低断头率，提高织纱效率，在织造前必须对经纱进行上浆。传统方法用的浆料有淀粉和聚乙烯醇(PVA),由于PVA用量大，制造对环境污染很大。一些国家已经把他列为禁用产品，本文研究新的纺织浆料，替代PVA。 通过利用丙烯酸钙与丙烯酸酯单体共聚制备的低分子齐聚物代替乳化剂，合成了聚丙烯酸酯及有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液，讨论了乳液的聚合方法、丙烯酸用量、齐聚物中单体用量、聚合单体、引发剂、缓冲剂、聚合温度、搅拌速率及有机硅单体等对乳液性能的影响。 实验通过齐聚物种子乳液聚合技术，合成了稳定的聚丙烯酸酯无皂乳液和有机硅含量为6%的无皂乳液，通过红外光谱技术。分析聚丙烯酸酯及有机硅等改性聚丙烯酸酯无皂乳液的成膜过程，发现有机硅在成膜过程中自交联和丙烯酸酯无皂乳液微区结晶现象。 利用聚丙烯酸酯无皂乳液和有机硅—丙烯酸酯无皂乳液作为成膜物基料，配制了纺织上浆料，提高纺织效率，能共完全代替PVA，减少对环境的影响，并可以用于建筑外墙涂料，提高涂料耐候、耐火、耐污染性能。 关键词：无皂乳液 聚丙烯酸酯 成膜过程 纺织浆料 外墙涂料 目录 一、绪论 5 （一） 前言 5 （二） 丙烯酸酯类乳液的研究进展 6 1. 丙烯酸酯类乳液的研究现状 6 2. 新型丙烯酸酯类乳液的开发 7 （三） 本论文的研究内容 8 二、纯丙烯酸酯类乳液的合成与研究 9 （一） 实验部分 9 1. 主要原料 9 2. 实验仪器 10 3. 实验装置 10 4. 配方设计与实验 10 5. 性能测试 12 （二） 结果讨论与分析 14 1. 单体的选择 14 2. 功能性单体的影响 16 3. 乳化体系的影响 17 4. 引发体系和缓冲剂的影响 22 5. 聚合工艺的影响 23 6. pH值的影响 26 7. 搅拌速率的影响 29 8. 其他因素的影响 29 （三） 小结 30 三、结 论 31 致 谢 33 参 考 文 献 34 一、绪论 （一） 前言 随着时代的发展和人类的进步，环境保护问题已越来越受到人们的普遍重视。世界各大涂料公司纷纷开发环保型涂料，即开发省资源、省能源、无污染的水性涂料、高固体分涂料、粉末涂料，成为一种发展趋势其中重点是水性丙烯酸涂料1]。目前在我国丙烯酯类共聚物乳液的应用中涂料25%、胶粘剂40%、建筑密封胶1%、造纸1%、皮革涂饰10%、纺织20%，其他3%。丙烯酸涂料有着众多的门类，是综合性好、通用性强的一类合成树脂涂料。其既可作装饰性涂料，又可作保护性涂料；既可制成溶剂型，又可制成水性；因此，决定了丙烯酸涂料具有广泛的用途和重要的使用价值。在发达国家，丙烯酸涂料的产量已居所有合成树脂涂料的第二位。随着人们生活水平的提高，这种高性能的产品必将越来越受到人们的广泛关注。在美国和日本，涂料产量的年增长速度为2.5左右，而丙烯酸涂料的年增长速度超过了4.5%。可见，丙烯酸涂料是未来涂料工业的发展方向. 新型丙烯酸酯类乳液的开发 要克服丙烯酸树脂热黏和冷脆的缺点,必须改变材料的聚集态结构,使得材料的玻璃化温度和黏流温度不再相互关联,最有效的方法为变线性结构为网状结构[7]。常采用自交联技术进行改性。自交联技术[8]采用带活性基团的单体(如丙烯酸、丙烯酸缩水甘油酯和N-羟甲基丙烯酰胺等)参与共聚反应,使树脂聚合物带有反应官能团,成膜后通过官能团的反应形成交联网状结构,自交联改性在热稳定性和坚牢度及耐溶剂性能方面有所改善,但由于交联度较低,对树脂的性能提高不大。提高交联密度,也可采用外交联技术,即采用外加交联剂,组成双组分丙烯酸乳液,这种乳液可全面改进涂层的坚牢度和耐折性能。目前专用丙烯酸乳液、阳离子丙烯酸乳液和功能丙烯酸乳液(含硅、氟[9])将是丙烯酸乳液的新发展点。 新型高性能丙烯酸酯在国外研究开发进行得非常活跃，美国RohmHaas公司，荷兰Stahl、德国BASF、Bayer、GohmGmbh等公司相继开发了相当数量及品种的改性产品，且性能好，有的甚至有“魔术涂料”之称。近十年来，我国的研究生产单位为满足市场的需要，赶超世界先进水平，也曾进行了大量的改性研究工作，取得了令人欣喜的成果。但与国外产品相比，仍有很大差距，多数品种仍停留在仿制阶段，独创性少，有些品种工业化生产的实用价值不高