浅谈丙烯酸乳液增稠方法及原理——山东诺贝特丙烯酸乳液专业生产厂家

2019-07-30  来自: 青州贝特化工集团有限公司 浏览次数:13

丙烯酸乳液


丙烯酸乳液


丙烯酸乳液用途非常广,像印花胶浆,材质贴合,工业涂料等,涉及到我们生活的方方面面。

在乳液几个重要的参数中,粘度是非常重要的一项。乳液粘度涉及到不同种类的应用情况,例如防水胶在布料贴合上面,粘度需求在3~4万mPa.s,中等粘度方便布料上胶,防止粘度过低浸湿材质。醋丙乳液用于木材与纸张等贴合时,粘度要求高,10万mPa.s上下。用于配置印花胶浆和涂料,粘度就不要求太高,常设置粘度在3~8000mPa.s,易于配置胶浆。木器漆用乳液,为了方便喷涂等施工,常常粘度设置小于100mPa.s。所以不同用途的乳液粘度不一样,本文着重介绍几种影响粘度的因素和增加粘度的方法。

1、乳化剂的影响

是乳液合成中必不可少的成分,乳化剂使油水界面张力降低,油性单体分散在水相中,阴离子乳化剂以双电层结构分散稳定乳液,非离子乳化剂以屏蔽效应分散稳定乳液,乳化剂作为乳液水油之前的桥梁。反应过程增加乳化剂的量,胶束增加,粒径变小,胶粒间电荷作用变强,粘度增加。以一个60%固含的印花胶浆用乳液为例,乳化剂含量2%时,乳液粘度为8000mPa.s,当把乳化剂的量提高到4%的时候,乳液粘度变成14000mPa.s。

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2、分子量

防水胶要求耐水性能好,实验常常通过提高分子量来达到目标。增加分子量的直接有效的方式是提高交联单体的量,常用交联单体有AM(丙烯酰胺),NMA,DAAM,ADH,AAEM,有机硅等。这些交联单体,部分能与羧基羟基反应,部分能自己反应,故大大提高了分子量。分子量变大,分子链间缠绕更密集,运动困难,使整个乳液体系粘度变大。防水胶中,交联单体的量在2%~4%,当交联单体过量时,交联过度导致溶解度降低,在水中不能充分膨胀,反而使粘度降低,而且交联单体远远过量时,还易使乳液破乳。所以,适当的交联单体能使乳液增加粘度。以防水胶为例,当NMA(N-羟甲基丙烯酰胺,N-Methylol acrylamide)的量为单体2.5%,40%固含的乳液,粘度大概在4万mPa.s左右,当NMA的量超过5%时,容易破乳。

3、碱溶胀

是指分子链中含有羧基,通过增加氨水等碱性物质使乳液增稠。

乳液聚合中大多数会引入羧基,处于酸性条件下时,乳液PH低,乳胶粒子表面的羧基无法电离,大分子链上除了阴离子乳化剂电离的,基本不带负电荷,没有电荷的作用,分子间,胶粒间处于互不干扰状态。随着PH变高,胶粒表面的羧基电离,乳胶粒开始吸水溶胀,当加入的碱性物质足够,羧基完全离解,电荷使得分子间斥力变大,大分子链由卷曲状态逐渐伸展成直线状态,水分子进入粒子展伸层使得表面体积变大,阻碍水分子的流动性,使得整个乳液体系粘度变大。

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还有另一种说法是分子链伸展部分相互缠绕,整个分子分散相形成氢键,氢键作用使粘度增加。通过加碱增加粘度的乳液通常中和后的乳液蓝光更明显。有些通过分子链上引入羧基增加粘度不能达到要求的粘度,会加入碱溶胀的增稠剂,这类丙烯酸单体和少量的丙烯酸酯单体合成的高羧基含量的乳液,外加增稠,原理同上。

4、纤维素增稠剂提高乳液的粘度

纤维素是一种水溶性高分子化学物质,作用原理是其疏水主链吸附到乳胶粒表面,形成保护层,亲水部分与周围水分子通过氢键缔合,减少胶粒活动空间提高了粘度。该种类型增稠剂常常用在醋丙乳液的合成过程,用作保护胶体,使用外观浊白带点蓝光。缺点是使涂膜耐水性能变差。

5、聚氨酯增稠剂提高乳液粘度

聚氨酯增稠剂分别增稠了水相和乳胶粒,由于其分子结构中有亲水基团和疏水基团,具有一定的表面活性剂的性质。乳液中的水能使其形成胶束,与乳胶粒子形成网状结构,让大分子链难以运动,达到增稠效果。此类增稠剂可以成倍的增稠乳液粘度,常用于VAE乳液的增稠,加入5%,可以使粘度由5000mPa.s增稠到10万mPa.s,增稠后乳液外观变浊白,无蓝光。

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本文主要阐述了丙烯酸乳液增稠的几种方式,可以通过乳化剂,分子量,碱溶胀,外加纤维素,聚氨酯类型增稠剂等方式增稠。

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