預乳液pH值影響著乳液聚合體系的穩定性和 粘合劑的應用性能.由于引發劑過硫酸銨(APS)分解 后會產生氫離子,隨著過硫酸銨的分解,氫離子濃度增 大,從而影響乳液的穩定性.加入一定量碳酸氫鈉(pH 值調節劑),保持聚合體系pH值的相對穩定,有利于反 應的平穩進行和產品應用性能的改善.
由表2可知,預乳液pH為5時,轉化率和凝膠率較好,所得粘合劑產品的干/濕摩擦牢度、耐沾污性、 耐高溫泛黃性和耐水性最佳,其結膜速率慢,不易導 致印花網孔的堵塞,綜合應用性能最佳.原因是:在乳 液聚合過程中,由于丙烯酸水溶性較大,趨向于分布 在乳膠粒表層.在較高pH條件下,表層的羧基被中和 電離為羧酸根離子,受機械剪切力作用,顆粒表層的 部分聚合物鏈段易溶解分散到水中,并吸附水中的乳 化劑分子,成為新的乳膠粒,使乳膠粒粒徑變小.隨著 乳液pH值的增加,羧基中和程度提高,有利于提高羧 基在乳膠粒表面的分布比例,降低乳液表面張力,從而 提高乳膠粒靜電穩定性,減少凝膠率,提高聚合過程的 穩定性和乳液的凍融穩定性.但如果乳液的pH值過 高,會使離子強度增加過多,電解質效應使離子發生 凝聚,降低聚合穩定性.故宜調節pH為5.
2.2.4雙滴加時間
由表4可知,在100 min內完成雙滴加,轉化率和 凝膠率較好,其產品的耐沾污性、抗高溫泛黃性也最 佳,干摩擦牢度僅稍次于90 min完成的雙滴加產品;且 皮膜耐水性最佳,結膜速率最慢,不易導致印花網孔的 堵塞.但聚合過程屬于放熱反應,若雙滴加時間太短, 引發劑瞬時濃度過高,反應過快,導致聚合熱難以控制, 易產生暴聚,影響產率;若雙滴加時間過長,引發劑瞬 時濃度較低,雖然反應過程溫和且能進行完全,但反應 過慢,且有些乳膠粒變粗,影響穩定性.以100 min為宜.
2.2.5追加引發劑后升溫溫度
由表5可以看出,追加引發劑后升溫3℃轉化率 和凝膠率較好,其產品的干/濕摩擦牢度、耐沾污性最 佳,但耐高溫性最差.經測試發現,其結膜速度過快,容 易導致印花網孔的堵塞,且皮膜耐水性差,故不予采 用.而升溫5℃產品的干/濕摩擦牢度和耐沾污性僅次 于升溫3℃的產品,而且泛黃性最好,皮膜耐水性最佳, 結膜速率最慢,不易導致印花網孔的堵塞,綜合性能 最佳.原因是:保溫溫度過高,部分殘留單體氣化揮發, 轉化率偏低,同時,反應速率過快,反應熱不易分散,易 引起暴聚,產生凝膠;若溫度過低,則殘留單體含量偏 高,固含量及轉化率低,不僅會造成生產效率低,所得 乳液穩定性差,還會使印花牢度下降.故追加引發劑 后升溫3~5℃為宜.
3結論
(1)單體采用分步法進行乳化,其乳液的穩定性好 于一步法;恒溫40℃乳化,所得乳液穩定性較好,溫度 偏低或偏高均對乳液的穩定性不利.
(2)引發劑采用分3步加入的方式,調節預乳液pH 5后進行雙滴加、80~85℃下恒溫100 min完成雙滴 加、追加引發劑后升溫3~5℃保溫80 min至反應結束, 可獲得應用性能優良的粘合劑產品.
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