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IsoparM丙烯酸钠反相乳液聚合及其稳定性

聚丙烯酸钠的相对分子质量可从几十万到上千万,可作为分散剂、增稠剂、絮凝剂和保湿剂等,广泛用于陶瓷、食品、纺织、造纸、水处理和石油化工等领域。合成方式主要有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合,聚合过程实质上均为自由基聚合。在聚丙烯酸钠反相乳液聚合中,聚合物单体均匀地形成了无数个小的聚合反应器,彼此孤立、稳定地分散在乳液中,较其他聚合方式具有产率较高、产品速溶等优点,具有广阔的工业应用前景。

由于反相乳液聚合体系不稳定性,对后续研制产品应用及处理影响较大,产品重复性和稳定性不高。杨建平等研究了反相乳液聚合的反应温度、引发剂用量、乳化剂用量及配比和单体中和度等因素对产物相对分子质量的影响。乳液聚合中的乳液的形成是合成高分子有机聚合物的关键阶段,乳液的稳定性和乳胶粒的大小直接影响着聚合反应。IsoparM是一种几乎无气味的异构烷烃类溶剂油,属于烷烃溶剂油,在形成的反相乳液中分散性高,散热性强,有利于得到稳定的反相乳液。

本工作采用丙烯酸与亚硫酸钠合成的丙烯酸钠,再以IsoparM为油相制备反相乳液,考察了反相乳液的稳定性和丙烯酸钠聚合的影响因素。

结论

1)采用IsoparM为油相与丙烯酸钠溶液组成的反相乳液体系稳定、黏度小,有利于丙烯酸钠的聚合。丙烯酸钠最优的聚合条件为:丙烯酸和碳酸钠的质量比为15:16,丙烯酸钠单体溶液25g,亚硫酸钠2.4×10-4mol,氧化还原引发剂3.0×10-5mol(氧化剂和还原剂的质量比为2),pH≥10,45℃,6h。

2)当m(Span60):m(Tween80)=15:1,在油相中复合乳化剂的质量分数为6%、油水质量比为1.74:1时,可得到稳定的反相乳液。

3)适当添加并调节助剂用量且控制反应乳液的pH≥10时,有助于反相乳液的稳定和丙烯酸钠的聚合。当过硫酸钾与乙二胺的质量比为2:1时,45℃下,丙烯酸钠的转化率为97%。

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