涂料印花增稠剂是印花糊料中重要的组成部分,它可使糊料具有良好的黏度和流变性,防止染料由于织物的毛细效应而从着色部位向非着色部位渗化。聚丙烯酸阴离子型增稠剂虽然目前使用最广泛,但是其耐电解质能力较差,所以需要对其进行改性。改性的方法是将长链单体引入共聚物分子链,形成分子问缔合Es]。使用比较多的单体是甲基丙烯酸十八酯,甲基丙烯酸十六酯等。但是酯基在酸碱条件下易水解,会影响缔合效果,使耐电解质性能受到影响。本研究使用十八烷基乙烯基醚作为疏水单体参与反相乳液聚合反应,醚键受酸碱影响较小,长链烷基可以继续发挥缔合作用,改善体系的耐电解质能力。
1试验部分
1.1主要原料
丙烯酸(AA),丙烯酰胺(AM),Span80,N,N’一亚甲基双丙烯酰胺(MBAM),均为化学纯;氢氧化钠,氯化钠,过硫酸铵(APS),亚硫酸氢钠,氯化铜,均为分析纯;十八烷基乙烯基醚,煤油,转相剂TX一10,均为工业品。丙烯酸在氯化亚铜存在下,经氮气保护加热减压,蒸馏纯化。
1.2反相乳液合成
将80g丙烯酸用氢氧化钠水溶液中和至一定的pH值,加入水溶性单体丙烯酰胺12.8g,N,N’一亚甲基双丙烯酰胺,引发剂过硫酸铵,溶解搅匀,加入由一定量的疏水单体十八烷基乙烯基醚,12.4gSpan80~l煤油120gN成的油相中高速乳化10min。
移至四口烧瓶中,通氮气,加入亚硫酸氢钠,于60℃下引发聚合。在60℃下保温3h出料,加入Tx一10,得最终产物。
1.3性能测试
1.3.1增稠能力和黏度指数
准确称取3g产物,加入水配成3%白浆(质量分数,下同),搅拌使其充分吸水达到平衡,采用NDJ一5S数显黏度计测试白浆黏度。计算60r/min和6r/min下白浆的黏度比值VI,比值越小表示流体黏度随剪切应力变大而减小的程度越明显,浆料流变性越好。
1.3.2黏度保留率
配3%的白浆300g,加入0.15g氯化钠,测试加盐前后的黏度,黏度保留率n/=n后/n前。黏度保留率越高,抗电解质性能越好。
1.4聚合物乳液转化率测定
聚合物乳液转化率测定采用称重法,取约lg的乳液,加入2%的阻聚剂对苯二酚溶液后放入烘箱80℃干燥至恒重[加],按照下式计算转化率:
式中:投料中不挥发物指除水、单体外的其他组分。
1.5结构分析
用kvatar一36O型傅立叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司)对样品进行检测分析。
2结果与讨论
2.1引发剂用量对黏度和黏度指数的影响
体系中引发剂的量会决定活性中心的多少,进而影响反应的速率和聚合物的分子量。由图1可见,在引发剂总量小于0.5%(相对于单体的质量分数)时,体系的黏度随引发剂用量的增加而增加,黏度指数下降;但体系的引发剂量大于0.5%时,黏度随体系中引发剂量的增加而降低,黏度指数上升。这是因为引发剂的量少,生成的活性中心少,一部分被体系的杂质终止失去活性,剩余的少量活性中心不能完全引发反应,残余较多单体,使得增稠性能下降。反应活性越多,反应速率越快,聚合物分子量少,增稠剂的黏度低。但如果反应活性过高,容易发生凝胶爆聚。为得到稳定高效的增稠剂,本实验测定的最佳引发剂的用量为单体用量的0.5%。