水溶性分散剂苯乙烯_马来酸酐_SMA_的合成及应用性能研究

第30卷第8期辽 宁 化 工V ol.30,N o.8 2001年8月Liaoning Chemical Industry August,2001水溶性分散剂苯乙烯马来酸酐(S MA)的

合成及应用性能研究

程建华,伍　钦,汪晓军,史桂侠

(华南理工大学化工学院,广东广州510641)

摘 要:　通过溶液聚合的方法合成了苯乙烯马来酸酐型(S M A)水溶液分散剂,用乌式粘度计对

共聚物进行了表征,并用吊环法测定了共聚物的表面张力,当其水溶液浓度为0.3g/L时,表面张力下

降为37.74mN/m.,并用分光光度计表征其分散性能。

关　键　词:　水性分散剂;表面张力;分散性能

中图分类号:　T Q245.23 文献标识码:　A 文章编号:　10040935(2001)07032802

1　前　言

两亲性高分子共聚物是属于高分子型的表面活性剂,在水性涂料、油墨中这类高分子既可以作为截膜物质,又有优异的颜料分散性能,且具有很好的稳定性,故广泛用做分散剂。用高分子表面活性剂对颜料进行表面处理,并使它们吸附在粒子表面,这影响了它们之间的紧密接触,当粒子表面涂层含有聚合物分子时,在一定的程度上使粒子失去了自由活性并相应地降低了熵值,立体效应增加了粒子之间的相互作用(排斥力)依据其立体障碍作用使分散粒子的接触受到空间的障碍,保持了体系的稳定性。

2　实验部分

2.1　主要原料及仪器

苯乙烯:AR,上海试剂站化工厂(冷藏);顺丁烯二酸酐:AR,上海试剂三厂;丙酮:AR,中国医药上海化剂站;过氧化苯甲酰:AR,无锡县科技二厂;氢氧化钠:AR,中国医药上海化剂站;乙醇:上海上海振兴化工厂;硫醇(自配)。

78-1A磁力加热搅拌器(上海南江电讯器材厂);DCT-2G型数显控温仪(无锡后中电讯厂); 722型光栅分光光度仪(上海标本型厂);乌示粘度仪(上海亚太技术玻璃公司)。2.2　实验操作

2.2.1　单体的预处理

将反应物苯乙烯用5%(质量百分比)的NaOH溶液在分液漏斗中洗两次,后用蒸馏水洗至中性,用无水硫酸钠干燥后,得反应用的苯乙烯。

2.2.2　苯乙烯-马来酐的合成

在带有回流的冷凝器和分液漏斗的250m L 三口瓶中再加入设计好的引发剂(BPO)和链转移剂(硫醇)在不断搅拌的情况下分多次滴加到三口瓶中利用油浴控制温度在80℃左右,注意控制滴加速度,反应11～12h,得浅黄色的透明液体。

取出部分,用水吸出白色沉淀物,在60℃的烘箱中放置2h。后在真空干燥3h,得白色片状体。

2.2.3　分子量的测定

采用乌式粘度计在25+0.1℃在以0.5m ol/ L的NaCl水溶液为溶剂以一点法测定各条件下合成的共聚物溶液的流出时间,并利用程溶时公式推算特性粘数[η],按下式估算粘均分子量Mη

[η]=K Mηa

式中:K=15×10-3(m L/g),a值为0.65

收稿日期:　2001203223

作者简介:　程建华(1976-),男,在读研究生。

2.2.4　水溶性质测定

分别测定了聚合物钠盐水溶液的表面张力,对颜料分散体系的分散性用透光率表示,测定方法为在722型光栅分光光度计上,选λ=460nm ,配不同浓度下的共聚物颜料的分散效果。

3　结果与讨论

3.1　

反应时间对产品收率的关系

图1　反应时间对产率的关系

由图1

可知:延长反应时间对产物的收率是

有利的,但到了8h 以后其增加并不显著。3.2　分散剂分子量引发剂和链转移剂的用量对聚合物分子量的影响如图2。由图2可以看出引发剂BPO 和阻聚剂硫醇用量的增加使共聚物分子量下降,这主要是因为增加引发剂的量,则反应体系中初自由基的浓度相应的增加,每个自由基增长过程中所获得的单体数目就会减少,因而使平均分子量下降;同样,阻聚剂的加入可以与自由基进行加成反应,链转移反应或电荷转移反应,从而,使自由基终止反应,起到了对分子量的调节作用。

图2　BPO 用量和聚合物分子量的关系

3.3　

表面张力和临界胶束浓度

图3　共聚物浓度与表面张力的关系

由图3可知当加入少量的共聚物后,能明显

的降低水溶液的表面张力,这主要是因为合成的苯乙烯-马来酸酐是一种阴离子型高分子表面活性剂,同时还可以看出,随着共聚物的分子量的降

低,表面活性也提高,可以看出粘均分子量在20000左右的其效果要好。

临界胶束浓度:由图3可知表面张力在一个很小的浓度范围内发生转折,及有C MC 点的出现,当继续增加共聚物的浓度使其表面张力改变很不明显时,此时共聚物溶液的浓度为0.3g/L 。3.4　共聚物分散性的测定

图4　分散时间和透过率的关系

图5　分散时间和透过率的关系

λ=460nm ,共聚物浓度C =0.2g/50m L 和C

=0.6g/50m L 时溶液其透过率比空白(透过率为92.0)要小许多。并且随着浓度的增加越明显,但浓度不易过高,因为会影响其溶解度。这说明该共聚物确有良好的分散性,同时由图4、图5进一步可知随着时间增长其分散效果有所下降,但不明显。

参考文献

[1]　刘安华,周兴平等.水溶性分散剂的合成及其性能研

究,功能高分子学报[J ],1997,3:56-60

[2]　郭祥峰,贾丽华,王晚兴.苯乙烯-马来酸酐调聚物表

面活性剂,日用化工[J ],1995,1:9-11

[3]　程建华,扬成.苯乙烯-马来酸酐的合成及性质,无锡

轻工大学毕业论文

[4]　沈一丁,李小瑞.苯乙烯—马来酸酐无规共聚物的制

备及性能,西北轻工学院学报[J ],1997(3):21-23

[5]　T riredicBc.maLeic Anhyride.new y ork :P Lenum ,1982[6]　HaLL DM.et aL.m odern P Lastics EncycLopedia ,1984-1985:98

[7]　张菊华(zhang juhua )等C oLLeted papers in internationaL

con ferenceof the n Leather science and technoLogy ,1992:398

[8]　M erz E.A Lfrey T.C oLd finger G.J.P oLym.sci ,1964,1:75

(下转第348页)

9

23第30卷第8期 程建华等:水溶性分散剂苯乙烯马来酸酐(S M A )的合成及应用性能研究