季梦夏毕业论文修改一(1)(1)

丙烯酸系增稠剂的聚合方法研究学院名称：化学与环境工程学院专业：化学工程与工艺班级：07化工2班姓名：季梦夏指导教师姓名：杨润苗指导教师职称：讲师2011年6月JIANGSUTEACHERSUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科毕业论文江苏技术师范学院毕业论文1丙烯酸系增稠剂的聚合方法研究摘要：介绍了以丙烯酸、苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯为单体，采用过硫酸铵作为引发剂，以非离子乳化剂聚氧乙烯醚(OP-10)和阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)作为复合乳化剂，经过乳液聚合，制得了一种水性涂料用缔合型增稠剂。考察了丙烯酸单体含量、乳化剂用量对乳液性能和增稠剂粘度的影响。优化了反应条件，反应过程和最终乳液都很稳定。关键词：丙烯酸；苯乙烯；增稠剂江苏技术师范学院毕业论文2StudyonthePolymerizationMethodsForAcrylicDepartmentThickenerAbstract:Akindofassociativethickenerforwaterbornecoatingispreparedbyemulsionpolymerizationofacrylic,styrene,butylacrylateandhydroxypropylacrylateasmonomers,ammoniumpersulfatewasusedasinitiator；OP-10andSDSwcreusedasemulsifiers.Theinfluenceoftheamountofacrylicandemulsifiertotheemulsionpropertiesandtheviscosityofthethickenerisdescribed.Polymerizationwaseasilycarriedoutandstablepolymeflatexwasobtained．Keywords:acrylicacid;styrene;thickener江苏技术师范学院毕业论文I目录第1章绪言..................................................11.1乳液聚合.........................................................11.1.1乳液聚合的定义..............................................11.1.2乳液聚合实验原理............................................21.1.3乳液聚合特点................................................41.1.4影响乳液聚合稳定性因素......................................51.2丙烯酸系聚合物乳液及乳液聚合物的生产.............................51.3增稠剂...........................................................71.3.1天然增稠剂..................................................71.3.2乳化增稠剂..................................................81.3.3合成增稠剂..................................................81.4国内外增稠剂的发展状况...........................................8第2章实验部分..............................................102.1实验装置图......................................................102.2主要实验仪器....................................................112.3原料规格........................................................112.4分析测试方法....................................................122.4.1测试仪器....................................................122.4.2测试方法....................................................122.5乳液的性能测试及表征............................................132.5.1液固含量的测定：...........................................132.5.2单体转化率的测定：.........................................132.6试验步骤........................................................13第3章结果与讨论............................................153.1实验方法与工艺参数的选择........................................15江苏技术师范学院毕业论文II3.2乳化剂对乳液稳定性的影响........................................173.3图谱分析........................................................193.4碱溶性丙烯酸增稠剂的增稠机理....................................19结论.........................................................21参考文献......................................................22致谢.........................................................23江苏技术师范学院毕业论文第1页共23页第1章绪言乳液聚合技术的开发起始于20世纪早期，于20年代末期就已有和目前生产配方类似的乳液聚合过程的专利出现。20世纪30年代初，乳液聚合方法已见于工业生产。第二次时间大战期间，由于各参战国对合成橡胶需求量剧增，激发了人们对乳液聚合理论与技术的研究和开发，取得了较大进展。目前除常规乳液聚合外，还有种子乳液聚合、无皂乳液聚合、微乳液聚合、超微乳液聚合、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、辐射乳液聚合等多种技术。现在，乳液聚合技术对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性，有许多聚合物产品，如合成橡胶、合成树脂、涂料、粘合剂、添加剂、浸渍剂、整理剂、改性剂、絮凝剂、防水剂、防油剂、光亮剂等的生产中，乳液聚合已成为主要的方法之一，每年世界上通过乳液聚合方法生产的聚合物数以千万吨计[1]。1.1乳液聚合1.1.1乳液聚合的定义生产聚合物的实施方法主要有四种，即本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。所谓本体聚合是单体本身或单体再加入少量引发剂（或催化剂）的聚合过程，溶液聚合是单体和引发剂溶于某种溶剂所构成的溶液中所进行的聚合过程；悬浮聚合是在悬浮于水中的单体珠滴中的聚合过程，体系主要由单体、水、溶于单体的引发剂及分散介质四种基本组分组成；乳液聚合则是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合过程，体系主要由单体、水、乳化剂及溶于水的引发剂四种基本组分组成。在目前的工业生产中，乳液聚合大多数是自由基加成聚合，所用的单体大多数是烯烃及其衍生物，所用的介质大多是水，故有人认为乳液聚合实际上是指以在水乳液中进行烯类单体自由基加成聚合的方法来生产高聚物的一种技术而言。很显然，这种说法并没有反应出乳液聚合过程的内部机理，应加以修正。首先在乳液聚合体系中，乳化剂以四种形式存在：以单分子的形式存在于水中，形成真溶液；以胶束的形式存在于溶液中；被吸附在单体珠滴表面上，使单体珠滴稳定地悬浮在介质中；被吸附在单体珠滴表面上，使聚合物乳液体系稳定。其次，乳胶粒主要是由胶束形成的，叫作乳胶粒形成的胶束机理，即胶束成核机理。乳液聚合的聚合反应实际上主要江苏技术师范学院毕业论文第2页共23页发生在乳胶粒中。因为在乳胶粒表面上吸附了一层乳化剂分子，使其表面带上某种电荷，静电斥力使乳胶粒不能发生相互碰撞而聚并到一起，这样就形成了一个稳定的分散体系。无数个彼此孤立的乳胶粒稳定地分散在介质中，在每个乳胶粒中都进行着聚合反应，都相当于一个进行间断引发本体聚合的小反应器。而单体珠滴仅仅作为储存单体的仓库，单体源源不断地由单体珠滴通过水相扩散到乳胶粒中，以补充聚合反应对单体的消耗。根据这一机理故又有人提出：乳液聚合是指在水乳液中按照胶束机理形成彼此孤立的乳胶粒中，进行烯类单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术而言。随着乳液聚合理论及乳液聚合技术的发展，人们对乳液聚合过程的认识日趋深化，逐步了解到在乳液聚合体系中不仅可以进行烯类单体的自由基型聚合反应，而且可以进行离子型聚合反应；即可以用水作介质，也可用其他液体作介质；尽管聚合反应主要发生在胶束和乳胶粒中，但是人们又发现在单体珠滴中也会发生少量的聚合；通常认为乳胶粒形成是按胶束机理进行的，但人们对于在临界胶束浓度（CMC）以下的乳液聚合体系，即无皂乳液聚合或低皂乳液聚合，体系的研究发现，在胶束不存在的情况下，仍然可以形成乳胶粒，聚合反应仍然可以进行，所以又提出了生成乳胶粒的低聚物（Oligomer）机理，即低聚物成核机理。一般认为，当有胶束存在时，乳胶粒形成主要是按胶束机理进行，而无胶束存在时则按低聚物机理来进行。根据这一情况，对乳液聚合可给予一个较为完善的定义：乳液聚合是在用水或其他液体作介质的乳液中，按胶束机理或低聚物机理生成彼此孤立的乳胶粒，并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生成高聚物的一种聚合方法[2]。1.1.2乳液聚合实验原理1.引发机理乳液聚合的引发剂是水溶性引发剂，根据引发剂生成自由基的机理分为两大类：(1)热分解引发剂，通常应用较多的有过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、过氧化氢衍生物以及多种水溶性偶氮化合物等；(2)氧化还原引发剂，应用较多的有：过硫酸盐一亚硫酸氢盐体系、过氧化氢一亚铁盐体系、有机过氧化氢一亚铁盐体系、过硫酸盐一硫醇体系等。通常情况下乳液聚合过程中引发作用分为以下几步：(1)引发剂在水相中分解成初始自由基；(2)初始自由基在水相中引发聚合。因为单体在水相中溶解度很小，在水相江苏技术师范学院毕业论文第3页共23页中很难生成大分子，只能生成齐聚物自由基：(3)水相中的初始自由基和齐聚物自由基扩散到乳胶粒中或单体液滴中；(4)自由基在乳胶粒中引发聚合，生成高分子聚合物，使得乳胶粒不断长大。乳液聚合中最常用的热分解引发剂为过硫酸盐，在热的作用下，一个过硫酸盐引发剂分子可以简单的分解成两个硫酸根离子自由基SO4-·,其分解方程式如下：S2O82-—→2SO4-·氧化还原引发体系在较低的温度下即可发生反应生成自由基，应用较多的是过硫酸盐一亚硫酸氢盐引发体系，该引发体系进行氧化还原反应将生成硫酸根离子自由基和亚硫酸氢根自由基：S2O82-+HSO3-—→SO42-+SO4-·+HSO3·也会发生下列副反应：SO4-·+HSO3-—→SO42-+HSO3·2HSO3-·—→H2S2O62.乳液聚合机理常规乳液聚合是指单体在水介质中，由乳化剂分散成乳液状态进行的聚合，反应体系中主要由单体、水、水溶性引发剂及