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通过AMPS无乳聚合法合成聚丙烯丝束粘合剂

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点击次数:1077 更新时间:2021年05月20日15:04:22 打印此页 关闭

        摘要:以丙烯酸丁醋(BA)、甲基丙烯酸甲醋(MMA)、丙烯酸(AA)和丙烯酸-2-乙基己醋(2-EHA)为单体,2-丙 烯酷胶-2-甲基丙磺酸(AMPS)为乳化性单体,K2S20,为引发剂,NaHCO,为电解质,采用无乳聚合法合成了聚丙烯酸醋共聚乳液。 可用于配制聚丙烯丝柬香烟过滤嘴的粘合剂,其最佳配比为,m(BA) : m(MMA) • m (AA): m(2 EHA)=lO: 9: 0. 6: 0. 2,w(AMPS)=3%,其粘结性能达到了国家标准,滤嘴的硬度为92%、吸阻为1. 058 kPa. 

       丙烯丝束以其原料 易得、价格便宜而用作 香烟过滤嘴材[I],但由于聚丙烯丝柬结晶度较高, 表面张力低,极性小,属难粘材料。 目前,国内的 聚丙烯丝柬香烟过滤嘴全部使用溶剂型粘合剂, 由于 榕剂型粘合剂易燃、易挥发,给香烟过滤嘴的 生产造成了不安全 因素,并给环境造成了污染,因此生产不易燃型香烟过滤嘴粘合剂是烟草行业急待解决的问题。 笔者采用带有乳化 性基团的反应 单体代替小分子乳化剂进行无乳聚合〔2~飞用制 得的无乳聚丙烯酸醋共聚物对难粘材料聚丙烯丝 柬进行了粘接实验,其粘 结性能、滤嘴的硬度及 吸阻均能达到使用标准,有效地克服了榕剂型聚烯丝束 粘合剂的易燃性和易挥发性,同时也克服了常规乳液聚合方法中小分子乳化剂易于向表面迁移,从而影响制品表面性质的缺点。

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

烯酸丁醋(BA);丙烯酸2-乙基己醋(2-HA);甲基丙烯酸甲 醋(MMA);丙烯酸(AA); 过硫酸饵(K2 S,Os);十二烧基硫醇(DDM); 

2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS); 20 % NaHC03 水溶液p聚丙烯丝束。

FTS-40傅立叶红外光谱仪z NDJ-79 旋转粘度计;XLDS-OS 电子拉力机;DSC-41 差示扫描量热仪;LC-6A液相色谱仪。

1. 2 无乳丙烯酸醋共囊物的合成方法

在装有搅拌器、冷凝器和温度计的四口烧瓶中,通人氮气,加入去离子水、DDM,升温至80℃,缓慢滴加BA、2-EHA 、AA和MMA I昆合单

体,同时滴加AMPS水溶液、K,S20s水溶液和NaHC03水溶液,滴加过程中控制温度在80~ 82℃,2. 5 h内滴完,保温0. 5 h后升温至90℃,再

保温反应o. 5 h,使反应完全。冷却至45℃,加氨水调整pH值=7 ~ 8 ,得元乳丙烯酸醋共聚乳液。

1. 3 无乳丙烯醋醋共廉物的表征

1. 3.1 傅立叶红外光谱分析

将共聚物常温晾干,成膜,进行红外光谱测试。

1. 3. 2 相对分子质量及相对分子质量分布的测定

GPC法,Shodex 801、802、803分离柱,单分散PS校正。

1. 3. 3 粘度的测定

NDJ-79 型旋转帖度计,25℃。

1. 3. 4 剥离强度的测试

XLDSOS 型电子拉力机,180° 剥离强度按GB 2790 95 进行测试。

1. 3. 5 玻璃化温度Tg 的测定

取共聚物约10 mg,用高纯锢作能量和温度校正,气氛为高纯氮气,N,流速为40 mL/min,参比物为(α-Al2 03 ,升温速率20℃/min,用差示扫描量热仪进行测定。单体转化率的测定取乳液置于表面皿中, 称量后加人滴的对苯二酚水溶液, 烘干恒重, 称量减去其他未挥发物, 计算转化率转化率一凳‘其中, 为聚合物质量, 。为聚合物单体质量。聚丙始丝束过滤嘴材的粘接成型和测试方法

按一方法对聚丙烯丝束过率嘴材进行粘接成型和测试。

结果与讨论

红外光谱分析

制得的无乳丙烯酸醋共聚物的红外光谱图见图。

沙图不同质盆比对粘接性能和几的影响

当, 一, 时, 可以得到具有一个定硬度和柔韧性且粘接性能优异的共聚乳液。

乳化性单体用对无乳丙烯酸酸共滚物的影响

聚合过程是首先乳化性单体在水相中生成具有一定长度疏水链段的齐聚物, 链的一端带有亲水基团一矛, 使齐聚物发挥表面活性剂的作用。当这些齐聚物达到临界胶束浓度时,彼此并靠在一起形成齐聚物胶束, 并增溶单体进行链增长反应生成聚合物困。用量对丙烯酸醋共聚乳液的影响见表。

表用对丙娣酸旅共澳物的影响用量, 粘度· 吸水率, 转化率,

单体配比对无乳丙烯酸醋共聚物性能的影响

可根据对共聚物所要求的物理性质不同选择不同的单体配比。是一种软单体, 赋予乳液粘接性和柔韧性为硬单体, 赋予乳液固化膜硬度是交联单体, 赋予乳液活性基团和更好的粘接力, 加人少量一可使乳液具有一定的湿润性。软硬单体的配比直接影响乳液的粘接性能, 见图。

由图可见, 加入量增加, 粘接力增加,玻璃化温度瓦降低, 但的比例太大时粘接力反而下降, 乳液成膜后发粘不干当的

由表可见, 当amps的用量增加时, 反应速度加快, 转化率提高, 稳定性增强, 这是由于amps用量增加使得齐聚物浓度增加, 所形成的

齐聚物胶束量增多之故。但amps的用量太大时会使乳液的粘度增大, 流动性变差, 而且随着亲水基一矛的增加, 乳液的耐水性下降。

用量在时共聚乳液的转化率高, 乳液的粘度和耐水性都比较理想。

引发荆用对无乳丙烯酸酷共滚物相对分子质的影响

引发剂用量对共聚物相对分子质量的影响较大, 见表。

结论:

以BA、2-EHA、MMA、AA为单体, AMPS为乳化性单体 、NaHC03 作电解质,K2SzOs作引 发剂,经聚合得到的无乳丙烯酸醋共聚乳液粒度小、相对分子质量分布窄、稳定性优异;成膜后有一定的硬度、柔韧性以及优异的耐水性 、粘接性 能。 用此乳液对聚丙烯丝柬香烟过滤嘴材进行粘 接,施肢量在5%~ 7%时,滤嘴的硬度为92%, 吸阻为1. 058 kPa,达到了使用标准。

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