聚丙烯酸(盐)的可控合成及其分散性能研究

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本文对合成低分子量的聚丙烯酸(盐)的工艺条件及其对氧化铝粉体的分散性进行研究。用溶液聚合法,以丙烯酸为单体,去离子水为溶剂,通过控制合成条件(引发剂浓度、链转移剂浓度、单体浓度、温度和时间等),制得低分子量的聚丙烯酸(盐)。用乌式粘度计测定聚合物的粘均分子量,用Br<,2>—KI测定单体转化率。利用正交实验,判断各因素对实验结果影响的大小,确定合成低分子量聚丙烯酸(盐)的最优工艺条件。将所制备的低分子量的聚丙烯酸用于氧化铝微粉悬浮液的分散剂,用Zeta电位、沉降实验等手段研究聚丙烯酸对悬浮液的分散稳定性的影响。 实验结果表明,引发剂浓度越大,聚合物分子量越小,过硫酸钾作引发剂用量在3~5%为宜;随着链转移剂浓度的增加,聚合物分子量逐渐减小,异丙醇作链转移剂用量在100~150%较佳。而用亚硫酸氢钠作链转移剂,用量少,且无需回收;单体浓度增大,聚合物分子量也相应增加,单体浓度在30%左右较好;温度升高,引发剂分解效率提高,分子量减小,但过高的温度会导致爆聚,所以温度控制在55~75℃较好。 根据正交实验表的极差找出在实验设定的变化幅度下,各因素对聚合物分子量影响的主次顺序是:聚合温度>链转移剂用量>单体浓度>引发剂用量>反应时间;最佳聚合条件是A3<,3>B1<1>C<,4>D<,3>E<,1>,即反应温度70℃,过硫酸钾用量5%,亚硫酸氢钠用量14%,去离子水用量105ml,反应时间3h。 氧化铝微粉悬浮液分散实验结果表明,聚丙烯酸分散剂分子量大小、分散剂用量、及体系的pH值对悬浮液的稳定性均有较大的影响,当聚丙烯酸分子量在4 000~6 000,用量为0.45%左右,体系pn值为9,氧化铝悬浮液稳定性好。
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