反相乳液法制备水溶性聚合物的研究

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反相乳液聚合

反相乳液聚合

反相乳液聚合学号:5701109061 姓名:林尤琳班级:高分子092班科学家Vanderhoff等1962年以有机溶剂为介质,首先进行了水溶性单体的反相乳液聚合。

他们发现反相乳液聚合与溶液聚合相比具有许多优点,如聚合速率高,得到的乳胶通过调节体系的pH值或加入适当乳化剂的方法使聚合物迅速地溶于水,比粉末型聚合物的应用方便得多。

从此反相乳液聚合作为常规乳液聚合的一个补充,得到了迅速发展。

反相乳液聚合是用非极性液体,如烃类溶剂等为连续相,聚合单体溶于水,然后借助乳化剂分散于油相中,形成“油包水”(2/3)型乳液而进行的聚合。

人们广泛地研究了反相乳液聚合与常规乳液聚合的区别,特别是成机理和聚合动力学方面的差异。

反相乳液聚合为水溶性单体提供了一个具有高聚合速率和高相对分子质量产物的聚合方法。

以聚丙烯酰胺及其衍生物、聚丙烯酸及其盐类等水溶性聚合物的研究为起点,反相乳液聚合的研究在现代工业和民用等方面起着越来越重要的作用,尤其是水溶性高相对分子质量聚合物被广泛用于纺织工业中的粘合剂、增稠剂,石油及造纸工业中的絮凝剂、增稠剂和增强剂,以及在涂料、医药等行业的应用。

反相乳液聚合具有广阔的发展前景,引起了国内外高分子学者的高度重视。

反相乳液聚合可采用油溶性或水溶性引发剂,形成反相聚合物胶乳。

由于体系与常规乳液聚合形成镜式对照,故称为反相乳液聚合。

反相乳液聚合体系主要包括:水溶性单体、引发剂、乳化剂、水以及有机溶剂。

对于一般的反相乳液聚合,其聚合机理可分为4个阶段:分散阶段、乳胶粒生成阶段、乳胶粒长大阶段和聚合反应完成阶段。

反相乳液聚合必须利用表面活性剂,通过一定的方式将含有丙烯酰胺和水溶性阳离子型、水溶性阴离子型等共聚单体组成的水溶液(分散相)分散乳化在油相中(连续相),因此乳化剂在反相乳液聚合中的作用是非常大的。

早期的乳化剂一般采用非离子型的表面活性剂,如失水山梨糖有机酸酯,失水山梨糖酯环氧乙烷的加成物,烷基醇或烷基酚环氧乙烷的加成物。

反相微乳液聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶微球研究

反相微乳液聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶微球研究
含水开 采后期 的深 部 液流 转 向处 理 . 反相 微 乳 液 聚
合制备丙烯酰胺类水凝胶微球在近几年的研究 比较 活跃[ ]反相微乳液聚合可 以使得颗 粒尺寸 限制 3. - 5 在纳米级别 , 配置水溶液简便易行 , 避免了后期处理
醇酐脂肪酸酯)O 、 P类( 聚氧乙烯烷基苯酚醚) 的复 合物, s a 的用量 占绝大部分【 但是 s a 的 且 p n 6 . 引. pn 亲油性会使得油水界面活性变差, 随水凝胶微球一
合乳化剂水溶液与桩西原油之间的界面张力并与反相微乳聚合常规乳化剂的结果进行对比, 发现 前者界 面张力较低 , 能够起到驱油用表面活性剂的作用. 关键词: 反相微乳液; 水凝胶微球 ; 乳化剂; 丙烯酰胺 中图分类号 : E 9 0 3 . 文献标 识码 : T 3 ; 62 5 A 深部调剖( 调驱) 对我国高含水油田改善水驱开 发效果、 提高采收率起着重要作用【 ]综合考虑各 1. - 2
水凝胶微球. 通过微乳 面积等值图、 拟三元 图确定出体 系中乳化剂最佳比例为 W( 油酸)w(pn : : Sa)
硼( P 0 =4 : 1 2 ; 最佳 聚 合 点 处 , 相 、 化 剂 相 、 相 分 别 占体 系质 量 的 3 .2 , O 1) 1 3 :8在 油 乳 水 46 %
第2 3卷第 6 期
文章 编号 :630 4 20 )607—5 17—6X(0 80—080
反相 微 乳液 聚合 制备 聚丙 烯 酰胺 水 凝胶 微球 研 究
Prp r to ft en n mee . v l cya d y r glmirs h rsb v remire hin p lmeia in e aaino a o tr1 e r lmieh d o e cop ee yi es co mu o oy rz t h e a n o

二甲基十六烷基烯丙基氯化铵_丙烯酰胺共聚物反相乳液的合成及表征

二甲基十六烷基烯丙基氯化铵_丙烯酰胺共聚物反相乳液的合成及表征

4007二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物反相乳液的合成及表征李朝艳 于跃芹 王玉鹏 许 军 武玉民(青岛科技大学化工学院,青岛 266042)摘 要:以Span-80、OP-10为乳化剂,K 2S 2O 8、Na 2S 2O 4、W-044为引发剂,以120#汽油为分散介质,用反相乳液聚合法制备出二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物,并且用粒度分布仪进行了表征。

结果表明:随引发剂及乳化剂用量增加,共聚物相对分子质量下降;乳胶粒子大小受引发剂、乳化剂、交联剂的用量及放置时间等条件的不同而变化。

关键词:丙烯酰胺 二甲基十六烷基烯丙基氯化铵 反相乳液聚合 作者简介:李朝艳,25,在读硕士研究生;主要从事清洁化工工艺方面的研究。

武玉民,39,教授,主要从事精细化工和清洁化工工艺的研究。

乳液聚合是生产高聚物的重要方法之一,发展至今已有80多年的历史[1]。

反相乳液聚合为水溶性单体提供了一个具有高聚合速率和高分子量产物的聚合方法。

在现代工业和民用等方面起着越来越重要的作用[2]。

丙烯酰胺均聚物及其共聚物是一类用途广泛的水溶性高分子材料,在水处理、造纸和三次采油等诸多领域发挥着重要作用[3,4]。

其中丙烯酰胺与阳离子单体的共聚物具有正电荷密度高、水溶性好、相对分子量易于控制、高效无毒等优点,在石油开采、造纸、水处理、医药、纺织及食品工业等方面正受到越来越多的重视。

本文研究了二甲基十六烷基烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物反相乳液的制备工艺,以及引发剂和乳化剂等条件对聚合物分子量及乳胶粒子分布的影响。

1 实验部分111 实验原料及仪器丙烯酰胺(AM),工业品,质量分数98%,日本Dia-Nitrix 公司;二甲基十六烷基烯丙基氯化铵(C 16DMAAC),室内自制;N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MB A),化学纯,天津市化学试剂研究所;氮气,纯度99199%,青岛合利工业气体中心;过硫酸钾(K 2S 2O 8),分析纯,中国上海埃彼化学试剂公司;连二亚硫酸钠(Na 2S 2O 4),分析纯,亨达精细化学品有限公司;W-044,日本Wako 公司;OP-10,化学纯,天津天河化学试剂公司;Span-80,化学纯,天津博迪化学有限公司;120#汽油。

乳液聚合方法在材料制备上的应用

乳液聚合方法在材料制备上的应用

乳液聚合⽅法在材料制备上的应⽤聚合⽅法在材料制备上的应⽤及发展材料的合成与制备⾸先是单体通过聚合反应合成聚合物,然后通过相应的加⼯⼯艺制备成所需的材料或产品。

聚合反应常需要通过⼀定的聚合⽅法来实施,根据聚合物的性能指标以及应⽤环境条件等要求,常⽤的聚合⽅法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合以及固相聚合、熔融聚合、界⾯聚合等等,不同的聚合反⽅法有不同的⼯艺及设备要求,所得的聚合物产物在纯度、分⼦量、物态及性能等⽅⾯也各有差异。

如本体聚合体系中仅有单体和引发剂组成,产物纯净后处理简单,可直接⽤模板模具成型,如有机玻璃的制备;溶液聚合是将单体和引发剂均溶于适当的溶剂中的聚合⽅法,体系得粘度较低,具有传热散热快、反应条件容易控制,可避免局部过热,减少凝胶效应等特点适应于聚合物溶液直接使⽤的场合,如涂料、胶粘剂等;悬浮聚合是单体以⼩液滴状悬浮在⽔中进⾏的聚合⽅法,,其特点是以⽔作为反应介质,为了让⾮⽔溶性的单体能在⽔中很好地分散需要使⽤分散剂,所以悬浮聚合体系⼀般由单体、油溶性引发剂、分散剂以及⽔组成,悬浮聚合的产物⼀般以直径为0.05~2mm的颗粒沉淀出来,后处理简单⽅便⽣产成本低,但产物中常带有少量分散剂残留物;乳液聚合是在乳化剂的作⽤下,单体分散在⽔中形成乳液状态的聚合⽅法,体系由单体、⽔溶性引发剂、乳化剂和⽔组成,由于是以⽔为介质,具有环保安全、乳胶粘度低、便于传热、管道输送和连续⽣产等特点,同时聚合速度快,可在较低的温度下进⾏聚合,且产物分⼦量⾼,所得乳胶可直接⽤于涂料,粘结剂,以及纸张、织物、⽪⾰的处理剂等众多领域,乳液聚合因其⽣产过程中安全、环保等特点深受⼈们的⼴泛重视,下⾯主要以乳液聚合为例就聚合⽅法在材料制备上的应⽤及进展进⾏概述。

⼀、乳液聚合法的特点:1、乳液聚合的优点:以⽔为分散介质价廉安全。

乳液的粘度低,且与聚合物的分⼦量及聚合物的含量⽆关,这有利于搅拌、传热及输送,便于连续⽣产;也特别适宜于制备粘性较⼤的聚合物,如合成橡胶等。

反相微小乳液合成速溶高分子量聚丙烯酸钠

反相微小乳液合成速溶高分子量聚丙烯酸钠

第33卷 第3期河南师范大学学报(自然科学版)V ol.33 N o.3 2005年8月J ournal of Henan N ormal Universit y(N atural S cience)A ug.2005 文章编号:1000-2367(2005)03-0087-04反相微小乳液合成速溶高分子量聚丙烯酸钠3杨玉峰1,孟晓玲2,张西安3(1.河南教育学院化学系,郑州450003;2.濮阳职业技术学院,河南濮阳457000;3.开封广播电视大学,河南开封475000)摘 要:以聚异丁烯丁二酰亚胺、十二烷基硫酸钠为乳化剂,采用反相微小乳液法合成了速溶高分子量聚丙烯酸钠.研究了乳化剂和p H值对聚合体系稳定性的影响以及(N H4)2S2O8—甲基丙烯酸—N、N—二甲氨基乙酯(DMA EMA)—Na HSO3引发剂、单体浓度、烯丙醇对聚合物性能的影响.结果表明,最佳的实验条件:p H值等于10;乳化剂用量为5%(油相);引发剂浓度分别为0.06%、0.04%、0.02%(W单体);烯丙醇的浓度为0.08%(W单体);单体浓度为40%(水相).在最佳实验条件下,合成聚合物分子量超过2×107,且溶解性能优于溶液聚合和反相悬浮聚合所得产品.关键词:聚丙烯酸钠;反相微小乳液;合成;速溶;高分子量中图分类号:O632.5 文献标识码:A高分子量聚丙烯酸钠(PNaAA)是近些年来国内外广泛开发的丙烯酸钠化工产品之一,分子量的范围在106~107之间,结构为聚阴离子型电解质.通过聚阴离子间的架桥,使悬浮粒子相互凝聚成团,加速悬浮粒子沉降.应用其絮凝沉降作用,在食品添加剂、铝红泥的絮凝、动植物蛋白废水、生活用水、氯碱工业、盐水精制等方面都有广泛的应用.聚丙烯酸钠就合成方法上讲有本体聚合;溶液聚合;珠状聚合[1]等.目前国内广泛采用水溶液聚合和反相悬浮法聚合.前者聚合物分子量分布宽、溶解性差、传热困难,过程易发生交联、爆聚现象;后者大都用于高分子吸水树脂的合成[2~7].采用反相微小乳液法合成高分子速溶聚丙烯酸钠未见有报道.作者在反相微小乳液下制备水溶性高分子聚丙烯酸钠,探讨了乳化体系、p H值对聚合过程稳定性的影响及引发体系、烯丙醇和单体的浓度对聚合物性能的影响.1 实验部分1.1 原料及试剂丙烯酸(AA),工业级,北京东方化工厂,使用时经冷却结晶法纯化处理;120#溶剂油,工业级,经活性炭吸附处理;过硫酸铵,分析纯;亚硫酸氢钠,分析纯;氢氧化钠,化学纯;十二烷基硫酸钠(SDS),化学纯;聚异丁烯丁二酰亚胺(PCE),分子量在2000~3000,辽宁锦州化工厂;丙烯酰胺,化学纯;醋酸钠,分析纯;甲醇,分析纯;甲基丙烯酸—N、N—二甲氨基乙酯,化学纯;烯丙醇,化学纯.1.2 合 成在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、通气管的四颈瓶中加入一定量的溶剂油,聚异丁烯丁二酰亚胺,搅拌溶解均匀,并通氮驱氧;在另一烧杯中加入丙烯酸,用氢氧化钠溶液进行中和后,加入丙烯酰胺,十二烷基硫酸钠,烯丙醇,乙酸钠为水相;在高速搅拌下,滴加水相,进行乳化,通N2驱氧后加入氧化—还原引发剂,在45℃下恒温4h.升温到共沸脱水,出水量达75%左右即可停止加热;降温分层,待聚合物完全沉降后,将含有乳化剂的上层溶剂回收,循环使用;聚合物经干燥得粉末状产品.3收稿日期:2005-03-15基金项目:河南省自然科学基金资助项目(984071300)作者简介:杨玉峰(1963-),男,河南夏邑人,河南教育学院副教授,从事有机合成的科研工作.1.3 分析测试1.3.1 聚合物分子量的测定采用乌氏粘度计法[8],在30℃,2mol/L NaO H 溶液中测定聚丙烯酸钠特性粘度[η],并以下两式计算分子量.[η]=3.38×10-3P 0.43(1)M =P ×94(2)1.3.2 溶解性能测定取聚丙烯酸钠样品0.3g ,加入100g 去离子水,在45℃下搅拌溶解,观察溶解情况并记录完全溶解时间.2 结果与讨论2.1 反相微小乳液聚合体系稳定性的研究将水溶性的单体在乳化剂的作用下分散到油相所得的乳液,按颗粒径的大小可分普通乳液(1~10μm )、微小乳液(0.1~1μm )、微乳液(0.01~0.1μm ).普通乳液由于粒径大,它是热力学不稳定的体系,粒子易发生聚结,聚合过程中易发生粘浆、粘釜、甚至爆聚.微乳液则是热力学稳定体系,聚合过程平稳,许多专业人士开展微乳条件下聚合的研究[9].但至今未见工业化生产,其原因形成微乳表面活性剂用量太大(约在20%),生产成本高;大量的表面活性剂和助剂在聚合过程发生链转移反应,使聚合物的分子量降低.微小乳液具有较好的抗分散质点聚结能力和动力稳定性.同时适当的乳化剂较小用量即可形成.因此,它是一种较理想的反相乳液聚合体系.表1 乳化剂用量对体系稳定性的影响乳化剂添加量(w %油相)实验现象SDS5团聚PCE3团聚PCE4有一定量的粘素PCE5体系稳定均匀PCE +SDS4.8+0.2体系稳定均匀PCE +SDS 4.8+0.4粘壁2.1.1 乳化剂及用量对稳定性的影响反相乳液法合成高分子聚合物常用的乳化剂:Span 系列、脂肪醇聚氧乙烯醚、OP 系列、吐温系列、AO T 、十二烷基硫酸盐等.本研究选用一种高分子表面活性剂———聚异丁烯丁二酰亚胺.以十二烷基硫酸钠为辅助活性剂,丁二酰亚胺形成乳液(w/o ),乳化机理与一般乳化剂有所不同,它并不形成典型的球形、棒型等油包水的乳胶粒子,而是形成由长链聚异丁烯贯穿几个乳胶粒子的互连网络乳胶结构[10].正是由于这种特殊的乳胶微观结构,使它形成的乳化液,粒子颗粒小,具有相当高的稳定性.表2 p H 对聚合体系稳定性的影响p H 体系的稳定性3爆聚、结块4凝胶7反应平稳9反应平稳11反应平稳十二烷基硫酸钠的加入,有利于提高水相中单体的浓度,增加体系的稳定性.乳化剂用量对体系稳定性见表1.实验条件为单体总质量为40g (含丙烯酰胺5g ),CH 3COONa ,1.52%(占单体的质量数,以下同);DMA EMA 为0.04%;Na HSO 3为0.02%;烯丙醇为0.08%;p H 为10;w (油相/水相)=1.25;45℃;聚合4h.以下实验条件均同.从表1可以看出,表面活性剂占油重量的5%左右时,即可形成较为稳定的聚合体系.进一步测量4、5组实验聚合所得的粒子直径在0.6~0.9μm 范围内.随着十二烷基硫酸钠量的增加体系变得不稳定.这是因为一旦形成w/o 的乳液,当HLB 增大,亲水性增强.增大PCE 用量,乳液稳定,但粘度升高.综合考虑,选用PCE +SDS =(4.8+0.2)%为宜.2.1.2 p H 值对聚合体系稳定性的影响在酸性条件下,丙烯酸的聚合速度快,加之丙烯酸的聚合热大(77.3kJ mol -1),热量来不及转移,体系温度升高,导致聚合反应速度的进一步提高,发生爆聚.实验表明,p H =1~4.5聚合速度快;p H =7~8聚合速88河南师范大学学报(自然科学版) 2005年度最低,反应最平稳,随着p H 值的升高,聚合速度加快;p H =9~11,几乎没有变化;p H 值对聚合体系稳定性的影响见表2.考虑到体系的稳定性,聚合物的分子量及水溶性,本文选取p H =10左右为宜.2.2 反应体系的选择及对聚合物性能的影响2.2.1 引发剂体系的选择及用量对聚合物分子量的影响过硫酸铵是一种水溶性引发剂,单独使用时,引发温度较高,通常在70~80℃.在如此高的温度下,很难获得高分子量的聚合物.以三级脂肪胺或亚硫酸氢钠作还原剂,采用氧化—还原引发体系,可以大大降低引发温度,使聚合反应在较低的温度下进行,一般在30~40℃温度下即可.单独以过硫酸铵—亚硫酸氢钠作引发体系,诱导期短,分解速度快,开始时自由基就多,聚合反应速度过快,不利于高聚物的生成;单独以(N H 4)2S 2O 8—DMA E 2MA 作引发体系,诱导期长,有少量的交联反应发生,产物中有极少量不溶凝胶.若把二者结合起来,前期Na HSO 3起作用较大,后期DMA EMA 起作用较大,两者协同作用,克服了各自的缺点,起到了互补的作用.在整个聚合过程中能平稳进行,得到高分子量的聚合物.故本研究选用(N H 4)2S 2O 8—DMA EMA —Na HSO 3三元引发体系.引发剂的用量对产品的分子量的高低影响很大.浓度太低,引发剂分解的活性中心少,不足以引发聚合反应;浓度太高,产生的自由基多,符合一般的自由基聚合规律,分子量亦偏低.考察了(N H 4)2S 2O 8的浓度对聚合物分子量的影响(如图1).图1表明(N H 4)2S 2O 8在小于0.05%时随着浓度增加,聚合物的分子量亦增大;当超过0.07%时,继续增加,分子量反而降低,最佳的引发剂浓度在0.06%左右.表3 单体浓度对PNaAA 分子量的影响单体浓度(w %)分子量(107)200.1250.8301.5352.140232.2.2 单体浓度对聚合物分子量的影响单体浓度对聚合物分子量的影响如表3.随着单体浓度的升高,不仅聚合反应速度加快,且分子量亦升高,这是因为引发剂产生的自由基在单体浓度高时,易进行链增长反应,因而易形成高分子聚合物;单体浓度小,单体分子与引发剂分解产生的自由基碰撞机会少,不易引发聚合反应.在本实验条件下,单体浓度小于15%,一般聚合反应进行不完全.若单体浓度大于40%,一是受丙烯酸钠的溶解度限制;二是聚合反应速度太快,易爆聚.故选择单体浓度为40%.2.2.3 烯丙醇对聚合物性能的影响氧化还原引发体系引发剂分解产生自由基的速率快,则~C H 2 C HCOONa 的数目多.一方面它可以引发单体链增长;另一方面该自由基之间碰撞机会增多发生链终止反应,得不到高分子量聚合物,同时易发生交联反应,造成产物溶解性能差.我们在聚合体系中加入烯丙醇发现对产品性能影响很大,它不仅提高了聚合物的分子量,而且改善了聚合物的性能.烯丙醇对产品性能的影响如图2.从图2可以看出烯丙醇的浓度在0.08%之前,增大浓度,聚合物的分子量升高,溶解性能提高.这是因为烯丙醇浓度大,可以有效地控制聚合速度,使自由基传递平稳进行,易形成长链的聚合物,抑制交链反应.当达到0.08%后继续增大,尽管溶解性能好,但分子量降低.这是因为烯丙醇也是一个链转移剂,在聚合反应过程中,它使自由基发生链转移反应.也就是说当烯丙醇的浓度达到0.08%后,为提高产品的溶解性而继续增大它的浓98第3期 杨玉峰等:反相微小乳液合成速溶高分子量聚丙烯酸钠度是以降低产品的分子量为代价.表4 PNaAA 溶解性能比较样品溶解时间/min 分子量(×107)产地1#400.12辽宁2#36 2.1进口3#303河南4#25 2.5自制5#16 2.3自制2.3 产品溶解性能比较聚丙烯酸钠的水溶性不仅与分子量有关,更与合成的方式、条件有关.不同厂家生产的PNaAA 溶解性比较如表4.其中1#、3#产品均为水溶液聚合法所得,4#为反相悬浮法所得.从表4可以看出,本实验自制5#样品,溶解速度优于另外4个样品,且分子量高于1#、2#与4#相当.这是由于5#自制样品采用反相微小乳液聚合体系,产品颗粒细小、均匀,无交联产物.故溶解性好.3 结 论3.1 反相微小乳液体系是反相乳液法合成高分子聚丙烯酸钠的一种较理想体系,它较反相乳液法表面活性剂的用量少得多;较反相悬浮法体系稳定,聚合平稳,聚合物溶解性好等优点.3.2 采用三元引发体系,(N H 4)2S 2O 8—DMA EMA —Na HSO 3较佳的用量分别为0.06%,0.04%和0.02%;p H 控制在10左右;烯丙醇浓度为0.08%;单体浓度40%;本实验条件下合成聚合物分子量超过2×107.参 考 文 献[1] 大森英三.丙烯酸酯及其聚合物—Ι[M ].朱传棨译.北京:科学工业出版社.1987.54-55.[2] 邹胜利,陈雪萍.反相悬浮法合成高分子量聚丙烯酸钠[J ].化学反应工程与工艺,2002,18(4):296-298.[3] 薛 峰,王芳苹.反相悬浮聚合反应制备聚丙烯酸钠吸水剂[J ].沈阳化工学院学报,1996,10(2):164.[4] 李登好.聚丙烯酸钠超强吸水剂的合成[J ].江苏化工,1997,25(5):17-18.[5] 田大听,过俊石,谢洪泉.反相悬浮法合成超强吸水剂[J ].应用化学,1997,14(5):15-17.[6] 林润雄,黄毓礼,牛爱杰.丙烯酸—丙烯酸钠自交联共聚合成高吸水树脂的研究[J ].陕西化工,1998,27(2):16-18.[7] 王京芳,潘勤生.自交链型丙烯酸酯乳液共聚反应稳定性的研究[J ].河南师范大学学报(自然科学版),1997,25(1):96-97.[8] 大森英三.丙烯酸酯及其聚合物—Ι[M ].朱传棨译.北京:科学工业出版社.1987.85.[9] 罗青枝,王德松.EHP 引发AM/DMMC 反相微乳液聚合的研究[J ].功能高分子学报,2003,16(1):74.[10] 徐国财.新型高效乳化剂—丁二酰亚胺[J ].化工进展,2002,(2):39.Synthesis of Q uick Dissolving High Molecular Weight PolyacrylateSodium by R everse MicrolatexYAN G Yu 2feng 1,M EN G Xiao 2ling 2,ZHAN G Xi 2an 3(1.Depart ment of Chemistry ,Henan Institute of Education ,Zhengzhou 450003,China ;2.Puyang Vocational &Technical College ,Puyang 457000,China ;3.Kaifeng Radio &Television University ,Kaifeng 475000,China )Abstract :Synthesized quick dissolving high molecular weight polyacrylate sodium by reverse microlatex with polyisobu 2tylene succimide and sodium dodecyl sulfate as emulsifying agent.The effect of emulsifying agent and p H on the stability of the polymeric system was investigated.The effect of (N H 4)2S 2O 8-DMA EMA -Na HSO 3initiator and concentration of monomer and allyl alcohol on the performance of the products was also investigated.It is shown that the optimal experimental conditions are p H ,10;emulsifying agent use level ,5%(oil system );initiator concentration ,0.06%,0.04%,0.02%(monomer weight );allyl alcohol concentration ,0.08%(monomer weight );monomer concentration ,40%(water system ),respectively.The molecular weight of the synthesized product at the optimal experimental conditions is greater than 2×107.The solubility of the product is better than that synthesized by reverse suspension and solution polymerization.K ey w ords :polyacrylate sodium ;reverse microlatex ;synthesis ;quick dissolving ;high molecular weight 09河南师范大学学报(自然科学版) 2005年。

增稠剂水溶性高分子增稠剂综述

增稠剂水溶性高分子增稠剂综述

水溶性高分子增稠剂综述1 绪论增稠剂实质上是一种流变助剂,加入增稠剂后能调节流变性,使胶黏剂和密封剂增稠,防止填料沉淀,赋予良好的物理机械稳定性,控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液),还能起着降低成本的作用。

特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重要,能够改进和调节黏度,获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。

1.1定义能明显增加胶黏剂和密封剂黏度的物质称为增稠剂(chickening agent),有水性和油性之分。

尤其是水相增稠剂应用更为普遍。

在水体系中,当增稠剂达到一定浓度后,亲油端基缔合形成胶束;在水基高分子体系中,增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合,以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。

1.2分类及机理水溶性高分子增稠剂的分类有以下几种:1.2.1纤维素类[1]纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。

纤维素是天然有机物, 它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有3 个羟基, 通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。

纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。

使用量一般质量分数为1%左右。

纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合,提高了聚合物本身的流体体积,减少了颗粒自由活动的空间,从而提高了体系黏度。

也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高,表现为在静态和低剪切有高黏度,在高剪切下为低黏度。

这是因为静态或低剪切速度时,纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性;而在高剪切速度时,分子平行于流动方向作有序排列,易于相互滑动,所以体系黏度下降。

1.2.2 聚丙烯酸类聚丙烯酸类增稠剂[2]自1953 年Goodrich 公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了, 现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1) 。

聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有2 种, 即中和增稠与氢键结合增稠。

反相乳液聚合法..

反相乳液聚合法..


7、亲油亲水平衡值(HLB)
0 7 15
亲油
亲水
HLB值 HLB值范围 1.5~3.0 3.0~6.0 应用 消泡 W/O型乳化
7~9
8~10

润湿、渗透
O/W型乳化
8、表面活性剂的HLB值求取方法
乳化换算法;基团质量法;皂化值法;Davies法;对数法; 无机性基团法。

5、乳化剂和乳化作用
使互不相溶的两物质(水与油)转变成相当稳定而难以分 层的乳液。 1)当乳化剂的浓度很低时,乳化剂以分子状态真溶于水 中,亲水基伸向水层,疏水基伸向空气层,水表面张力急 剧下降。 2)当乳化剂浓度达到一定值时,表面张力的下降趋向平 缓。 3)乳化剂浓度超过临界胶束浓度(CMC)后还不很高时, 胶束较小。 4)乳化剂浓度较大时,胶束呈棒状,胶束中乳化剂的分 子的疏水基伸向胶束内部,亲水基伸向水层。


Fig. 5. Scanning electron micrograph of (a) ground SA-IP-SPS prepared without ethyl cellulose and (b) SA-IP-SPS prepared with ethyl cellulose.

三、应用及展望
乳液聚合因能够制备:单分散聚合物微球、聚合物复合胶 乳、表面功能化微球等 ,在污水治理,萃取分离,催化, 食品,生物医药(核壳结构),化妆品,材料制备,化学 反应介质,涂料等领域均具有潜在的应用前景。 从上面的介绍 中我 们可以看出国外在反相乳液聚合的基 础理论和实践 应用上都做了较大量的工作。尽管 如此,仍 然还有许多方面须进一步探索。在基础理论方面今后的工 作可望在以下几方面进一步展开: 1.由于反相乳液固有的不稳定性,人们正对一种新的方法— — 反相微乳液聚合 , 倾注极大的热情 , 也已取得了相当的成 就,在今后的研究中,它仍然会占据相当的比重; 2.拓宽反相乳液的聚合体系,开展三元共聚含研究等; 3.介质 ( 如溶剂酸盐等 ) 对聚合反应各方面的影响不可忽略。

反相微乳液交联法制备葡聚糖水凝胶微球的粒径调控

反相微乳液交联法制备葡聚糖水凝胶微球的粒径调控

2017年第36卷第10期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·3807·化 工 进展反相微乳液交联法制备葡聚糖水凝胶微球的粒径调控张稳,韩晓东,于坤,苏红莹,贾庆明,陕绍云(昆明理工大学化学工程学院,云南 昆明 650500)摘要:基于天然高分子的水凝胶微球因具有良好的生物相容性,作为生物材料得到了广泛应用。

本文采用反相微乳液交联技术制备了一系列葡聚糖水凝胶微球,并探讨了反相微乳液体系中表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB 值)、乳化方式、水油相体积比(φ)、水相与表面活性剂的摩尔比(R 0)等因素对该葡聚糖水凝胶微球形貌及粒径的影响情况。

结果表明:采用环己烷(CYH)/Span 80-Tween 80/醛基化葡聚糖(Dex-CHO )乳液体系制备所得葡聚糖水凝胶微球的粒径在400nm ~70μm 之间可调;相对于机械搅拌乳化,超声波乳化条件下获得的凝胶微球具有更小的粒径,且当复配乳化剂m (Tween 80)/m (Span 80)=0.10、HLB 值=5.27、φ=1/6时,获得的凝胶微球粒径最小(约422nm );葡聚糖凝胶微球的粒径随着R 0值的增加呈现增大趋势。

该葡聚糖水凝胶微球粒径可控,是一类天然高分子水凝胶,有望作为载体材料应用于生物医学领域。

关键词:葡聚糖;水凝胶微球;反相微乳液;粒径调控中图分类号:TQ314.255 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2017)10–3807–08 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0256Synthesis and size control of dextran hydrogel microparticles using theinverse microemulsion techniqueZHANG Wen ,HAN Xiaodong ,YU Kun ,SU Hongying ,JIA Qingming ,SHAN Shaoyun(Department of Chemical Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650500,Yunnan ,China )Abstract :Hydrogel microparticles (microgel )based on natural polymers have been widely used as biomaterials due to their excellent biocompatibility. In this study ,a series of dextran microgel were prepared using the inverse microemulsion technique. And ,effects of the HLB value ,emulsification method ,volume ratio of water to oil (φ),molar ratio of water to emulsifier (R 0)on the morphology ,and particle size of the dextran microgel were investigated. The results indicated that dextran microgels with particle size from 400nm to 70μm could be prepared with the CYH/Span 80-Tween 80/Dex-CHO emulsion system. Microgels prepared under ultrasonic had smaller particle size than that prepared under mechanical agitation. Dextran microgel with relatively small diameter at ~422nm was obtained with m (Tween 80)/m (Span 80)=0.10,HLB=5.27,φ =1/6. In addition ,the particle size of the dextran microgel increased with the increase of the R 0 value . The dextran hydrogel microparticles based on the natural dextran with controllable particle size can be used as promising carrier materials for biomedical applications. Key words :dextran ;hydrogel microparticles ;inverse microemulsion ;particle size control基于天然高分子材料的水凝胶因具有优良的生物安全性,作为生物材料得到了广泛的应用。

反相乳液聚合

反相乳液聚合

谢谢大家
反 相 乳 液 聚 合
杜贵山、段周洋、李宁
乳液聚合简介
乳液聚合: 借助机械搅拌和乳化剂的作用, 使单体分散在水或非水介质中形成稳定的 乳液(直径1.5~5μm)而聚合的反应。
优点 (1)以水为分散介质,粘度低,传热快。 (2)聚合速率快,分子量高,可在低温聚合。 (3)在直接使用乳液的场合较方便,如乳胶 漆,胶粘剂,织物处理剂等。
丙烯酰胺及其衍生物
丙烯酰胺及其衍生物的均聚物与共聚物是一类用 途非常广泛的高分子化合物, 其产品在造纸、采矿、 冶金、水处理、高吸水树脂、采油等工业部门具有 重要的用途。2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸(AMPS) 及其钠盐(SAMPS)与丙烯酸、丙烯酰胺的共聚物是近 年来油田钻井助剂中涌现出来的先进品种,其抗温、 抗盐、抗剪 切 性 能 受 到人们的广泛关注,而且, 其分子量越高,应用性能越好。 丙烯酰胺本身是有毒物质,尤其是对哺乳动物 的神经系统有损害,一般人的无害日摄入量为0.5 μ g/kg.高的转化率不仅可以提高原料的利用率, 更重要的是减少丙烯酰胺单体的残留,降低聚合物 毒性,避免对水质和人体的污染。
反相乳液聚合
反相乳液聚合为水溶性单体提供了一 个可与常规乳液聚合一样具有高聚合速率 和高产物分子量特点的聚合方法,并能使 水溶性单体有效地聚合成粉状或乳状聚合 物,聚合体系粘度在反应过程中变化不大, 反应温度平稳且易于控制,反应条件温和, 一定程度上避免了交联和支化反应,产物 分子量和水解度可以自由调节,有利于应 用,如易溶解等。反相乳液聚合己成为乳 液聚合的一个重要分支。
反相乳液聚合的机理
在反应初期单体液滴和胶束共存, 引发剂溶于 水相中,且在水相中分解为自由基.。由于胶束的直 径通常要比单体液滴的直径小3~4 个数量级,它的 比表面积远远大于单体液滴的比表面积,又由于胶束 的曲率半径很小,乳化剂分子在胶束表层的排列方式 和单体液滴中的排列方式的不同,导致单体在胶束内 和液滴内热力学状况的不同,因而在连续相及界面产 生的自由基更容易进入胶束中,引发胶束内部的单体 形成聚合物粒子即胶束成核。

乳液聚合法制备纳米聚合物微球毕业设计论文

乳液聚合法制备纳米聚合物微球毕业设计论文

摘要纳米聚合物微球由于其特殊的结构,具有比表面积大、吸附性强、凝集作用大及表面反应能力强等特性。

它在许多领域有着重要的作用,例如可作为粒度标准物质和制备胶粒晶体的原料,也可作为模板制备微胶囊及多孔材料。

本文采用乳液聚合法制备出了粒度在20~50nm的聚苯乙烯(PS)胶体微球,同时考察了单体浓度,乳化剂用量,温度等工艺条件对PS 微球的粒度及单分散性的影响。

研究发现,微球平均粒径随单体浓度升高而增大,随乳化剂用量的增加先增大后减小,随温度的升高而减小。

在苯乙烯的质量为4.025g,水的质量为56g,过硫酸钾的质量为0.0305g,苯乙烯磺酸钠的质量为0.403g,温度为80℃的实验条件下成功制备出平均粒径为42.23nm的单分散聚苯乙烯微球。

同时尝试超声乳液聚合法制备PS微球,考察了超声时间对PS微球的粒度的影响,研究发现,微球平均粒径随超声时间延长而增大。

关键词:乳液聚合;纳米;单分散;聚苯乙烯微球AbstractThe nano-polymer microsphere has large surface area, strong adsorption, aggregation, and surface reaction ability and so on due to its special structure. It plays an important role in many areas, for example ,it can be used as the size standard materials and materials of preparing colloidal crystals, and the template to prepare micro-capsules and porous materials.The monodispersed polystyrene(PS) colloidal microspheres were prepared by emulsion polymerization and the microspheres‟ average particle size are 20 ~ 50nm. At the same time ,some conditions such as the concentration of monomers, emulsifier content, temperature and other processing conditions on monodisperse and particle size of PS microspheres were investigated. that the average particle size increases as the monomer concentration increasess; the average particle size increases at first and then decreases as the emulsifier increases; the average particle size decreases as the temperature rises. The average particle size of 42.23nm monodisperse polystyrene microspheres was successfully prepared in the experimental conditions: the quality of styrene is 4.025g, the quality of water is 56g, the quality of The quality of potassium persulfate) is 0.0305g, the quality of Styrene sulfonate is 0.403g and the temperature is 80℃. At the same time we try to use ultrasonic dispersion method to prepare small particle size of PS microspheres, and investigate the impact of ultrasonic time on the PS microsphere particle size,we found that average particle size increases when we prolong the ultrasonic time .Key words: emulsion polymerization; nm; monodispersed; polystyrene microspheres目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)第2章国内外文献综述 (2)2.1 聚合物微球的制备方法 (2)2.1.1 分散聚合 (2)2.1.2 乳液聚合 (5)2.1.3 超声辐射乳液聚合 (7)2.1.4 种子乳液聚合 (8)2.1.5 核壳乳液聚合 (9)2.1.6 无皂乳液聚合 (9)2.1.7 微乳聚合 (10)2.1.8 反相乳液聚合 (11)2.2单分散聚合物微球的应用 (11)2.2.1 单分散聚合物微球作为粒度标准物质 (11)2.2.2 单分散聚合物微球作为制备胶粒晶体的原料 (12)2.2.3 单分散聚合物微球作为模板制备微胶囊 (12)2.2.4单分散聚合物微球作为模板制备多孔材料 (12)2.3课题的研究意义与研究内容 (13)2.3.1 研究意义 (13)2.3.2 研究内容 (13)第3章实验部分 (14)3.1 试剂及仪器 (14)3.1.1 试剂 (14)3.1.2 仪器 (14)3.2 实验过程 (15)3.2.1 单体的处理 (15)3.2.2 聚苯乙烯微球的制备 (16)3.2.3 微球平均粒径的表征 (16)3.3实验结果与讨论 (17)3.3.1 温度对粒径大小的影响及结果分析 (17)3.3.2 乳化剂用量对粒径大小的影响及结果分析 (18)3.3.3 单体用量对粒径大小的影响及结果分析 (19)3.3.4 超声时间对粒径大小的影响 (20)3.4 小结 (20)第4章结论与展望 (21)4.1结论 (21)4.2 展望 (21)参考文献 (22)致谢 (24)第1章绪论聚合物微球即为高分子微球,指直径在纳米级至微米级,形状为球形或其他几何体的高分子材料或高分子复合材料,其形貌可以是多种多样的,包括实心、空心、多孔、哑铃形、洋葱形等。

反相乳液聚合法分析

反相乳液聚合法分析


二、原理介绍:
1、概要: a、定义:体系在乳化剂的作用下并借助于机械搅拌,使单体在连续相中分散 成乳状液,由引发剂引发而进行的聚合反应。 b、组成:单体(油溶性)、分散介质(水)、引发剂(水溶性)、乳化剂。

2、乳液聚合的优缺点 a、优点:作分散介质,传热控温容易; 可在低温下聚合; 反应速率快,分子量高; 反相乳液聚合中,油相(连续相)可重 复使用); 可直接得到聚合物乳胶。 b、缺点:要得到固体聚合物,后处理麻烦(油水相难分离); 难以除尽乳化剂残留物; 成本较高。

5、乳化剂和乳化作用
使互不相溶的两物质(水与油)转变成相当稳定而难以分 层的乳液。 1)当乳化剂的浓度很低时,乳化剂以分子状态真溶于水 中,亲水基伸向水层,疏水基伸向空气层,水表面张力急 剧下降。 2)当乳化剂浓度达到一定值时,表面张力的下降趋向平 缓。 3)乳化剂浓度超过临界胶束浓度(CMC)后还不很高时, 胶束较小。 4)乳化剂浓度较大时,胶束呈棒状,胶束中乳化剂的分 子的疏水基伸向胶束内部,亲水基伸向水层。
材料•制备方法
反相乳液聚合法
XXX 5. 21. 2014
2018/9/18
乳液聚合法
背景
原理
应用及展 望
文献陈述

一、背景知识
乳液聚合是制备聚合物的一种重要技术,最早的关于乳液聚合方法的报道出 现于1932年。其后 ,在经历了1930~1950年的初步发展之后,才成为目前在 聚合物制备中举足轻重的工业方法。 乳液聚合是高分子合成过程中常用的一种合成方法,也是非常重要的一种方 法,它以水作溶剂,对环境十分有利。

三、应用及展望
乳液聚合因能够制备:单分散聚合物微球、聚合物复合胶 乳、表面功能化微球等 ,在污水治理,萃取分离,催化, 食品,生物医药(核壳结构),化妆品,材料制备,化学 反应介质,涂料等领域均具有潜在的应用前景。 从上面的介绍 中我 们可以看出国外在反相乳液聚合的基 础理论和实践 应用上都做了较大量的工作。尽管 如此,仍 然还有许多方面须进一步探索。在基础理论方面今后的工 作可望在以下几方面进一步展开: 1.由于反相乳液固有的不稳定性,人们正对一种新的方法— — 反相微乳液聚合 , 倾注极大的热情 , 也已取得了相当的成 就,在今后的研究中,它仍然会占据相当的比重; 2.拓宽反相乳液的聚合体系,开展三元共聚含研究等; 3.介质 ( 如溶剂酸盐等 ) 对聚合反应各方面的影响不可忽略。

反相乳液聚合的研究进展_魏鑫

反相乳液聚合的研究进展_魏鑫

2007,Vol.24N o.12化学与生物工程Ch emistry &B ioengin eerin g12收稿日期:2007-08-30作者简介:魏鑫(1982-),男,湖北赤壁人,在读硕士研究生,主要从事有机合成与矿产资源综合利用的研究;通讯联系人:钟宏(1961-),男,浙江龙泉人,教授,博士生导师,主要从事环境与化学工程研究及教学工作。

E -mail:ICM @ 。

反相乳液聚合的研究进展魏 鑫,钟 宏(中南大学化工冶金研究所,湖南长沙410083)摘 要:反相乳液聚合由于其广阔的应用前景和自身的技术优势,已经引起了国内外学者的广泛关注。

系统地阐述了反相乳液聚合的特点、性质、反应机理及应用,介绍了反相乳液聚合在国内外的研究动态,并对反相乳液聚合的发展及研究前景提出了自己的见解。

关键词:反相乳液聚合;聚合机理;应用中图分类号:T Q 316133 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2007)12-0012-03自1962年Vanderhoff 等[1]以有机溶剂为介质,首次进行水溶性单体的反相乳液聚合以来,作为生产高聚物的重要方法之一,反相乳液聚合发展至今已有40多年的历史。

反相乳液聚合是以非极性液体(如烃类溶剂等)为连续相,聚合单体溶于水,然后借助乳化剂分散于油相中,形成/油包水0(W/O)型乳液而进行的聚合,具有反应易于散热、聚合速率高、能得到高分子量聚合物等优点,用途广泛。

尤其是水溶性高相对分子质量聚合物被广泛用于纺织、石油、造纸、涂料和医药等领域。

1 反相乳液聚合机理反相乳液聚合可采用油溶性或水溶性引发剂,形成反相聚合物胶乳。

由于体系与常规乳液聚合形成镜式对照,故称为反相乳液聚合。

反相乳液聚合体系主要包括:水溶性单体、引发剂、乳化剂、水以及有机溶剂。

对于一般的反相乳液聚合,其聚合机理可分为4个阶段[2]:分散阶段、阶段Ñ(乳胶粒生成阶段)、阶段Ò(乳胶粒长大阶段)和阶段Ó(聚合反应完成阶段)。

反相乳液聚合ppt

反相乳液聚合ppt

反相乳液聚合形成的乳液粒径分布较宽, 可能导致聚合物性能的不均匀性。
由于反相乳液聚合需要使用大量的乳化剂 ,这些乳化剂在产品中可能会残留,影响 产品的性能和安全性。
改进方向与前景展望
优化乳化剂体系
通过研究新型的、高效的乳化剂或复合乳化剂体系,降低其用量,提高聚合效率和产品质量。
控制聚合物链结构
深入研究反应机理,优化聚合工艺,控制聚合物链的分子量、分子量分布和支化度,提高聚合物性能。
适的单体浓度以获得最佳的聚合效果。
乳化剂种类与浓度
总结词
乳化剂种类和浓度对反相乳液聚合的稳定性、粒径和粒径分布具有重要影响。
详细描述
乳化剂是反相乳液聚合中的关键组分,其种类和浓度决定了乳液的稳定性、粒径和粒径分布。不同种类的乳化剂 具有不同的亲水性和亲油性,从而影响乳液的界面张力和粒径大小。同时,乳化剂的浓度也会影响粒径大小和分 布,以及乳液的稳定性。因此,选择合适的乳化剂种类和浓度是实现反相乳液聚合的关键。
聚合反应过程
反相乳液聚合的过程包括油溶性引发剂引发单体聚合、聚合物粒子形成 和聚合物粒子生长三个阶段。
在聚合过程中,油溶性引发剂首先引发油溶性单体进行自由基聚合,形 成初级粒子。随着聚合反应的进行,初级粒子之间会相互碰撞、融合,
形成更大的聚合物粒子。
聚合反应结束后,可以通过加热或加盐等方法使聚合物粒子凝聚成块状 聚合物,便于后续处理。
应用。
聚合物微球
聚合物微球是一种具有微米级直 径的球形颗粒,可以通过反相乳 液聚合制备。这些微球可用于药 物载体、催化剂载体、色谱填料
等领域。
有机无机复合材料
反相乳液聚合可以将无机物与有 机物结合,制备出具有优异性能 的有机无机复合材料。这些复合 材料可用于涂料、胶粘剂、塑料

反相乳液聚合技术研究进展

反相乳液聚合技术研究进展

第 4期 达式为 : R m ax ( [ I ] [ I]
- 3. 66 0 . 68
尚小琴等 : 反相乳液聚合技术研究进展 [M ] 0
1. 29
35
[E]
0. 71
及 M (
2 . 2 胶束成核机理 黄鹏程
[ 25]
[M ] 0
0. 64 - 1
[E]
- 0. 77
, 聚 合表 观活 化能 E =
第 5卷 第 4期 2006 年 8 月
广州大学学报 (自然科学版 )
Journa l of G uang zhou U n ive rsity( N atura l Sc ience Edition)
V o.l 5 N o . 4 Aug . 2006
文章编号 : 1671 4229( 2006) 04 0033 06
[1 , 2]
以丙烯酰胺 ( AM ) 、 阳离子单体二
甲基二烯丙基氯化铵 ( DMDAAC ) 为原料 , 用反 相 乳液聚合法合成了 AM /DMDAAC 阳离子共聚物 , 利用单因素实验分 别研究了引发剂种类、 引发 剂 用量、 单体用量及单体配比 , 反应时间、 反应温 度 等合成条件对共聚物的特性粘数和阳离子度的影 响. 确定 出了 最佳 反应 条件为 : AM /DMDAAC = 1 /2 , 单体总质量分数 30 % , 反应 温度 45 , pH = 7 , 反应时间 5~ 6 h . Rao
[ 20]
以 过 硫 酸盐 为 引 发 剂 , 研 究
了丙烯酰胺 ( AM ) 和丙烯酸钠盐及铵盐的反相乳 液聚合过 程 动力 学, 认 为聚 合 反应 速 度依 赖 于 反应体系中 三种单 体的浓 度, 动力学 方程 式为 : R = K [ I]

《反相乳液聚合法》课件

《反相乳液聚合法》课件

反相乳液聚合的相行为
反相乳液聚合的相行为主要涉及乳液体系的稳定性、液滴 的大小和分布以及聚合物颗粒的形态。
乳液体系的稳定性取决于分散剂的种类和浓度,以及油水 两相的界面张力。分散剂的作用是降低界面张力,增加油 水两相的稳定性。
液滴的大小和分布对聚合反应速率和聚合物颗粒的形态有 重要影响。较小的液滴有利于提高聚合反应速率,而良好 的液滴分布可以获得粒径均匀的聚合物颗粒。
易工业化
反相乳液聚合的工艺流程简单,易于实现工业化生产,能够满足大 规模生产的需要。
反相乳液聚合的缺点
01
02
03
乳化剂用量大
为了形成稳定的乳液体系 ,反相乳液聚合需要使用 大量的乳化剂,这会增加 聚合物的成本和残留量。
聚合物链的支化
由于反相乳液聚合是在油 溶性介质中进行,聚合物 链的支化程度较高,会影 响聚合物的性能。
记录实验数据,进行数据分析,以评估实验结果。
总结与反思
总结实验过程,反思实验中的不足之处,为后续实验提供改进建议。
05
反相乳液聚合的优缺点分 析
反相乳液聚合的优点
高分子量
反相乳液聚合能够制备出高分子量的聚合物,分子量分布窄,有 利于提高聚合物的物理性能。
高固含量
反相乳液聚合的固含量较高,能够减少溶剂的使用,降低生产成本 和环境污染。
以减少对环境的污染。
03
多功能化与高性能化
为了满足不断发展的市场需求,研究者们正在努力开发具有多功能和高
性能的新型反相乳液聚合物。
06
反相乳液聚合的实际应用 案例
反相乳液聚合在涂料领域的应用
总结词
环保、高效、高性能
详细描述
反相乳液聚合制备的涂料具有环保、高效、高性能的特点,广泛应用于建筑、家具、汽车等领域的涂 装。其优异的性能主要得益于反相乳液聚合技术的特殊工艺和聚合机理,能够实现高分子量、窄分子 量分布聚合物的制备,从而提高涂料的附着力、耐候性、耐腐蚀性等性能。

有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题

有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题

第18卷第3期高分子材料科学与工程Vol.18,No.3 2002年5月POLYMER MAT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING May2002有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题X何 平,谢洪泉,侯笃冠,过俊石(华中理工大学化学系,湖北武汉430074)摘要:以两性共聚物为稳定剂、亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,引发丙烯酸铵进行反相乳液聚合,以制备高性能的涂料印花增稠剂。

研究了不同的稳定剂、引发剂、共聚单体及链转移剂对聚合的影响。

指出甲基丙烯酸十二酯与丙烯酸的共聚物能作为稳定剂;过氧化苯甲酰-二甲基苯胺及叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠两种氧化还原引发剂均能在35℃引发聚合,得到1.5%白浆粘度分别达9.2×104m Paõs及8.7×104 mPaõs的产物。

丙烯酸铵与15%以下的丙烯酰胺共聚的产物的耐盐性增加。

关键词:反相乳液聚合;增稠剂;丙烯酸;氧化还原引发剂中图分类号:T Q316.33+4 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2002)03-0172-04 涂料印花增稠剂是纺织物在涂料印花时的一种重要助剂。

发展至今以阴离子型聚丙烯酸增稠剂的效果最好,其中以反相乳液聚合法所得产物的增稠效果最佳[1]。

中国科技大学采用辐照技术进行反相乳液聚合[2],但增稠效果较差。

我们曾报道丙烯酸反相乳液聚合[3],但由于当时所用的稳定剂性能差,产物的增稠性能不够理想。

后来我们利用甲基丙烯酸与甲基丙烯酸十六酯的共聚物作为稳定剂,产物的增稠性能大为改善。

在此条件下研究了化学交联及物理缔合对聚丙烯酸增稠剂的作用[4,5]。

本文报道的是不同类型的引发剂、稳定剂、共聚单体及链转移剂对聚合及产物性能的影响以及交联剂用量与白浆浓度及其粘度的关系,目的在于进一步解决实践中尚存在的一些问题,改进聚合条件及产品性能。

1 实验部分1.1 原料丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、辛醇、十二醇、十六醇、亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)、对苯二酚、偶氮二异丁腈(AIBN)、异丙醇、甲酸、N,N′-二甲基苯胺、叔丁基过氧化氢、焦亚硫酸钠、CuCl均系化学纯;氨水及氯化钠为分析纯;司班-80、吐温-80及13#白油均为工业用;AIBN用95%乙醇重结晶;过氧化苯甲酰用甲苯重结晶;丙烯酸及甲基丙烯酸均在CuCl存在下减压蒸馏提纯。

聚丙烯酰胺_水溶性酚醛树脂反相乳液水分散液的成胶性能_曹正权

聚丙烯酰胺_水溶性酚醛树脂反相乳液水分散液的成胶性能_曹正权

第25卷第1期油 田 化 学Vol.25 No.1 2008年3月25日Oilfield Chemistry25M arch,2008文章编号:1000-4092(2008)01-0063-04聚丙烯酰胺/水溶性酚醛树脂反相乳液水分散液的成胶性能曹正权1,2,姜 娜2,陈 辉2,孔 瑛1,林立刚1(1.中国石油大学(华东)化学化工学院,山东东营257061;2.中国石化胜利油田分公司孤岛采油厂,山东东营257231)摘要:所报道的反相乳液含25%聚丙烯酰胺、15%交联剂(水溶性甲阶酚醛树脂),可用作深部调驱剂,是将交联剂借助乳化剂分散在采用复合乳化剂制备的白油外相聚丙烯酰胺反相乳液中制得的,储存稳定性良好,其水分散液在加入转相剂后几天内发生转相,交联形成水基凝胶,黏度迅速升至峰值后下降,此后大体稳定至少30~40天, 160天后仍有较高值。

实验水分散液用矿化度8.476g/L的孤一联采出污水配制。

转向剂加量增大时(0.4~1.6 g/L),20g/L的聚/交反相乳液水分散液65℃时的转相时间和成胶时间缩短,成胶黏度增大。

转相剂加量为0.8g/ L、反相乳液浓度增大时(5~20g/L),水分散液65℃时成胶时间缩短、成胶黏度增大即成胶性能增强。

转相剂加量为0.8g/L、反相乳液浓度20g/L的水分散液,25℃和35℃时基本不成胶,在45~65℃范围pH越高成胶性能越好。

转向剂加量0.8g/L、反相乳液浓度20g/L的NaCl盐水分散液65℃时的成胶性能随含盐量增大(≤20g/L)而改善,在不含盐的水中不成胶;当配液用水为含聚0.985g/L、矿化度7.365g/L的油田污水+清水时,只有当污水比例≥2/3时才能成胶,但凝胶黏度低,为4~8Pa·s。

图7参4。

关键词:聚丙烯酰胺/酚醛树脂成胶体系;反相乳液;水分散液;转相;成胶性能;水基凝胶;黏度性能;影响因素中图分类号:T E39:O648.17:O648.2 文献标识码:A 孤岛油田是一个高渗透、高孔、高饱和的疏松砂岩油藏,目前已处于深度开发后期。

水溶性高分子增稠剂综述

水溶性高分子增稠剂综述

1 绪论增稠剂实质上是一种流变助剂,加入增稠剂后能调节流变性,使胶黏剂和密封剂增稠,防止填料沉淀,赋予良好的物理机械稳定性,控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液),还能起着降低成本的作用。

特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重要,能够改进和调节黏度,获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。

1.1定义能明显增加胶黏剂和密封剂黏度的物质称为增稠剂(chickening agent),有水性和油性之分。

尤其是水相增稠剂应用更为普遍。

在水体系中,当增稠剂达到一定浓度后,亲油端基缔合形成胶束;在水基高分子体系中,增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合,以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。

1.2分类及机理水溶性高分子增稠剂的分类有以下几种:1.2.1纤维素类[1]纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。

纤维素是天然有机物, 它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有3 个羟基, 通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。

纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。

使用量一般质量分数为1%左右。

纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合,提高了聚合物本身的流体体积,减少了颗粒自由活动的空间,从而提高了体系黏度。

也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高,表现为在静态和低剪切有高黏度,在高剪切下为低黏度。

这是因为静态或低剪切速度时,纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性;而在高剪切速度时,分子平行于流动方向作有序排列,易于相互滑动,所以体系黏度下降。

1.2.2 聚丙烯酸类聚丙烯酸类增稠剂[2]自1953 年Goodrich 公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了, 现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1) 。

聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有2 种, 即中和增稠与氢键结合增稠。

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2 12 水溶性 引发 剂 .. 用 于反相 乳液 聚合 的水 溶性 引发剂 主要 是无
收 稿 日期 :0 60 —7 2 0 —40 。
1 聚 合 机 理
由于近几 年反相 乳液 聚合 的优点 表现得 越来 越明显 , 反相 乳 液 聚合 需要 理 论 上 指 导 的必 要 性
也越来 越 突出 , 以研 究 反相 乳 液 聚合 与 常 规乳 所
S a8 pn0为乳化 剂 , 甲苯 为连 续 相 , , 2 2一二 甲氧 基

质, 首先 进行 水 溶性 单 体 的反 相 乳 液 聚 合研 究 以
来, 其研 究 和应用越 来越 多 , 其是 相对 分子质 量 尤
较 大 的丙烯 酰胺及 其衍 生物类 聚合 物 的反相 乳液 法 制备 的优 点 1 明显 。在 国外 , 溶 性 聚合 物 3渐 水 胶 乳产 品 已经进行 工业化 生产 并广 泛应 用 于许 多
子显微 镜 照片 观察 判 断 , 为 反 应 的 引发 及 粒 子 认
的成核 都是 在单 体 珠 滴 中 , 不 是 象 常规 乳 液 聚 而
2 反 相乳 液聚合 类型 2 1 引发 剂引发 的 反相乳 液聚 合 .
2 1 1 油 溶 性 引 发 剂 ..
却较 少 。随着 工业 的发展 , 切需要 高 固含量 、 迫 高
相对 分子 质量 、 定 性 好 的水 溶 性 聚 合 物系 列 反 稳
相 胶乳 产品 。
反相 乳 液聚合水 溶性单 体 提供 了可 与常规 乳 液 聚合一 样具 有高 聚合速 率 和高相对 分子 质量 产 物 的聚 合方 法 。此外 , 反相 乳 液 聚 合还 能使 水 溶
液聚合 的 区别 , 特别 是 成 核机 理 和聚 合 动力 学 的
差异逐 渐成 为热 点 。现在 普 遍 认 为 , 反相 乳 液 存 在 3种成 核机 理 , 是胶束 成核 机理 ; 是单 体 液 一 二 滴成 核机 理 ; 是 胶 束 成核 机 理 和单 体 液 滴 成 核 三 机理并 存 。V n e o 根据 聚 合前 后 乳 胶 粒 的 电 ad r f h
品的应用领域。
关 键 词 反 相 乳 液 聚 合 水 溶 性 聚 合 物 应 用
自从 V n e o 等在 16 adr f h 9 2年 以有机 溶 剂 为介
合 在胶束 中引发 、 核 。刘 莲英 等 ( 过透 射 电 成 1通 4 J 镜 和扫描 电镜 对 聚合前 和 聚合后 乳液 粒径及形 状 的分 析 也 支 持 液 滴 成 核 机 理 。 G oh等 … 以 hs
性单 体有 效地 聚 合成 粉 状 或乳 状 产 物 , 聚合 条 件
缓 和 , 反应 少 , 利 于使用 , 副 有 反相 乳 液 聚合 作 为 乳 液聚合 的一个 补充 得到迅 速 的发展 。笔 者就 反
相 乳液法 制备 水溶性 聚合物 的国内外 研究进 展综
述 如下 。
Gal 等 l 用 偶 氮 类 引发 剂 引 发 丙 烯 酰 胺 r lt 2 ia
反相 乳 液 聚 合 ; aaua等 ] 过 偶 氮二 异 丁腈 N gsn 3通
( IN 引 发 聚 乙烯 乙二 醇 单 甲基 丙 烯 酸 和丙 烯 AB )
酸十二酯 的 聚 合 ; 建 国 等 用 A B 管 IN为 引 发 剂 进 行 了丙烯 酸 反相乳 液 聚合稳 定性 的研究 。黄 鹏程 等以偶氮 二 异 庚腈 ( D N) 引发 剂 引发 二 甲基 AV 为 二烯 丙 基 氯 化 铵 反 相 乳 液 聚 合 。H madz等 e ne 4 使 用油溶 性 引发 剂 和 嵌段 共 聚 表 面 活性 剂 , 行 进 丙烯 酰胺 的 反 相 乳 液 聚 合 实 验 的全 面研 究 。E P 0 66 95 报道 了 利 用偶 氮 类 引 发 剂通 过 反 相 24 4 也 乳 液聚合 制备相 对 分子质 量 高的 聚乙烯胺 。

要 简 要 介 绍 了 反 相 乳 液 聚合 机 理 , 细 介 绍 了反 相乳 液 聚 合 类 型 , 为 引 发 剂 引 发 的 详 分
反相乳液聚合 , 引发 剂 包 括 油 溶 性 引发 剂 和水 溶 性 引发 剂 ; 射 引 发 的反 相 乳 液 聚 合 ; 临 界 中 的 辐 超 反 相 乳 液 聚合 。探 讨 了影 响反 相 乳 液 聚合 的 主 要 因 素 , 括 乳 化 剂 、 续 相 、 拌 以 及 p 和 氧 等 包 连 搅 H 其 他 因素 。概 述 了 反 相 乳 液 聚 合 法 在 制 备 水 溶 性 聚 合 物 方 面 的 研 究 和应 用 , 括 制 备 阴离 子 水 溶 包 性聚合物 、 阳离 子水 溶 性 聚 合 物 、 性 离 子 聚 合 物 及 两 亲 聚 合 物 。最 后 简 要 介 绍 反 相 乳 液 聚 合 产 两
领 域 , 国内工业 化 的 反相 乳 液 水 溶 性 胶乳 产 品 而
2一苯基 苯 乙 酮 ( MP 为光 引 发 剂 , 定 了 丙 D A) 测
烯 酰胺 的反相 乳 液 聚 合 的动力 学 。结 果表 明 , 与 悬 浮聚合 相 似 , 聚合 是 在 单 体 液滴 中发 生 。随 着 研究 的深入 , 来 越 多 的人 趋 向于 以单 体 液 滴 成 越 核机 理为 主 , 胶束 成核机 理 为辅这 种成 核机理 。 而
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精 细 石
28
油 化



第 7 第 9期 卷
ADVANCES N F NE PE I I TROCHEMI CAIs J
反相 乳 液 法 制 备 水 祝 仰 文 刘 坤
( . 利 油 田有 限 公 司 地 质科 学 研 究 院 , 营 270 ;. 利 油 田采 油 工 艺 研 究 院 , 营 270 ) 1胜 东 500 2胜 东 500
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