2.3.2反应温度和时间对转化率的影响
试验小组测试了在4O,50,60,70℃下,单体的转化率,结果如图4所示。
从图4可以看出:聚合温度越低,反应的诱导期越长,得到的产物的转化率越低。这是因为诱导期越长,生成的自由基被体系中的杂质终止几率越大,所以转化率越低。5O℃下,约为2Omin左右引发;60℃约为15mii"1引发;70℃约为l0min左右引发。但是,在70℃下反应引发时,体系的温度会冲过100℃,容易产生凝胶。综合温度对黏度和耐电解质性能的影响,认为最佳的反应温度为60℃。
由图4还可以看出,在6O℃下反应1h2_后,单体的转化率已经达到T95%以上,随着反应时间的延长,转化率变化不大。
将不同反应时间的产物放置~段时间后,比较产物的稳定性,结果如表1所示。可以看出,反应时间低于150rnin所得的产物稳定性都不好,放置一个星期后都会有不同程度的煤油析出,而且产物会缓慢聚合,最后形成胶状物质。说明开始合成的产物中有不少未充分反应的单体或短链聚合物。当反应时间大于150min后,所得产物稳定,继续增加反应时间,产物的稳定性变化不大。所以,认为最佳的反应时间为l50min。
2.4疏水单体十八烷基乙烯基醚影响
由图5可知,随着疏水单体十八烷基乙烯基醚量的增加,黏度保留率先上升,后下降。不加疏水单体的时候,黏度保留率只有20%。加入一定量疏水单体后,体系的黏度保留率最高可达到45%,为不加疏水单体时的2倍。说明加入疏水单体后,体系的抗电解质性能得到大幅改善。这是由于疏水单体引入增稠剂分子后,分子间的长碳链单体发生分子问缔合,抵消部分回弹力所引起的蜷曲的趋势。另外,长碳链形成空间阻碍作用,会保护部分羧基离子,使得整个体系的抗电解质性能提高。同时,如果体系中疏水单体量过多,发生分子内缔合几率增加,使蜷曲加重,耐电解质性能下降,并且加入过多的疏水单体会降低共聚物的亲水性,影响增稠性能。实验表明疏水单体占单体总数的2%时达到的效果最佳。
2.5聚合物IR
共聚物的红外谱图如图6所示。其中,3425.58cm-1处为一0H峰,为聚合物中吸附的水分子。在2927.10cm-1和2855.20cm-1处的振动峰为一cH对称和不对称伸缩振动峰:1668.14cm-1和1324.71cm-1处出现的振动峰为羧酸中C=O缩振动峰;1453.16cm-1处的振动峰为羧酸中的c--0振动峰;1561.24cm-1处的是羧酸盐特征吸收峰;1410.17cm-1处的为一NH的伸缩振动峰,说明丙烯酰胺参加了聚合反应;1172.35cm-1处的为醚键的伸缩振动峰,说明十八烷基乙烯基醚参加了反应。在1600cm-1-1处附近的C=C伸缩振动峰消失,说明聚合物中单体已经反应完全。
3结论
1)采用反相乳液聚合合成了耐电解质性能较好的印花增稠剂,最佳的反应条件为引发剂用量为单体总量的0.5%,交联剂为0.13%,反应温度为60℃,反应时间为150min。
2)引入疏水单体十八烷基乙烯基醚后,较好地改善了增稠剂的耐电解质性能。当加入2%的疏水单体后,最佳黏度保留率可达45%。
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