孫繼昌樊麗君高凱杜存銳
丙烯酸酯乳液是紡織品涂層整理過(guò)程中最常用的原料。普通的丙烯酸酯乳液含固量一般在20%-48%之間,由于含固量偏低,往往造成涂層織物的增重效果、皮膜豐滿度、耐水壓等性能不能滿足需要,必須進(jìn)行二遍涂層,使生產(chǎn)工藝重復(fù),生產(chǎn)效率下降,而且需要對(duì)占乳液52%-80%的水進(jìn)行包裝和運(yùn)輸,最后還要將水分烘干,造成生產(chǎn)成本和能源耗費(fèi)升高。通過(guò)大量研究,采用細(xì)乳液聚合的方法,我們合成了一種含固量達(dá)到60%的丙烯酸酯乳液,并成功應(yīng)用于紡織品的涂層整理。
1實(shí)驗(yàn)
1·1實(shí)驗(yàn)藥品
丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸、特種功能單體-1、特種功能單體-2、乳化劑、助乳化劑、過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉。
1·2實(shí)驗(yàn)工藝
將乳化劑、助乳化劑用去離子水溶解后,加入各種單體乳化,用高壓均質(zhì)乳化機(jī)乳化lh,得到穩(wěn)定的細(xì)乳液。反應(yīng)釜中加入定量預(yù)乳液,引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀和亞硫酸氫鈉分別溶于去離子水中,并置于滴料釜中,于65-70℃加入定量引發(fā)劑引發(fā)聚合,l5min后開(kāi)始滴加細(xì)乳液,同時(shí)滴加剩余的引發(fā)劑溶液,滴加時(shí)間約4h,二者應(yīng)同時(shí)滴完,加料完畢后保溫lh后降溫出料,得到含固量(60±2)%的丙烯酸酯細(xì)乳液聚合物。
1·3乳液技術(shù)指標(biāo)
外觀:微帶藍(lán)光的乳白色液體;
pH值:7-9;
粘度:小于5OOmPa·s
固含量:(60±2)%
2討論
2·1乳化劑的選擇
乳液體系的穩(wěn)定主要由乳化劑、助乳化劑和液膜增強(qiáng)劑決定,在常規(guī)乳液聚合中,由于非離子型乳化劑大部分溶于單體珠滴中,對(duì)體系的穩(wěn)定作用有限,然而,細(xì)乳液聚合的成核場(chǎng)所主要是單體珠滴,其穩(wěn)定作用得到顯著提高,因此我們選用了一種特殊非離子型乳化劑和助乳化劑組合,使液滴表面形成界面障礙,增強(qiáng)液胞膜的內(nèi)聚力減少液胞聚結(jié),增大乳液的穩(wěn)定性。
2·2引發(fā)劑的影響
過(guò)高的反應(yīng)溫度不利于高
2·3單體的影響
單體的性質(zhì)和體積分?jǐn)?shù)(Φ)對(duì)超高濃度乳液的聚合穩(wěn)定性有很大的影響,一定條件下,隨著Φ值的增加,乳液的穩(wěn)定性下降。當(dāng)用兩種不同性質(zhì)的單體制備復(fù)合聚合物時(shí),疏水性單體的極性越小,親水性單體的極性越大,乳液越穩(wěn)定,特別是在細(xì)乳液聚合過(guò)程中,對(duì)單體極性和其它性能的搭配要求更加嚴(yán)格。這里選用了兩種特殊功能單體,調(diào)整單體的極性并進(jìn)一步保證乳液的應(yīng)用性能。
2·4加工工藝的影響
當(dāng)乳化劑用量固定時(shí),均化強(qiáng)度增加可以形成更小的單體珠滴,需要更多的乳化劑來(lái)穩(wěn)定這些小珠滴,使形成膠束的乳化劑變少,由于膠束減少,由膠束形成的乳膠粒也減少,在足夠高強(qiáng)度的均化過(guò)程中,膠束消失,聚合物乳膠粒幾乎全部由珠滴成核形成,因此,增加均化強(qiáng)度可以生成更多的珠滴,降低膠束成核的幾率,保證細(xì)乳液聚合順利完成。我們選用了高壓均質(zhì)乳化機(jī),對(duì)單體乳液強(qiáng)化均化,取得了良好的效果。
3應(yīng)用
于190T滌絲紡上一刀涂層,與普通40%含固量的丙烯酸酯乳液性能對(duì)比,如表1所示。
表1特種涂層乳液與普通涂層乳液應(yīng)用性能比較
| 涂層劑 | 含固量% | 涂膜烘干厚度/µm | 水洗前耐水壓/kPa | 水洗十次耐水壓/kPa |
| 特種涂層乳液 | 60±2 | 40 | 24.06 | 19.93 |
| 普通乳液 | 48±1 | 32 | 18.07 | 14.44 |
4結(jié)論
(1)為保證得到高含固量乳液,應(yīng)選擇合適的乳化劑和助乳化劑組合及比例,并采用強(qiáng)化乳化工藝,以獲得穩(wěn)定細(xì)乳液。
(2)高含固量乳液的穩(wěn)定還要通過(guò)降低反應(yīng)溫度,調(diào)整單體極性來(lái)進(jìn)一步提高。
(3)本方法合成的特種涂層乳液,在應(yīng)用過(guò)程中可以獲得比普通涂層乳液更高的耐水壓和涂膜豐滿度。
5參考文獻(xiàn)
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