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丙烯酸乳液的制备工艺之聚合法

2023-06-09 08:45:22

丙烯酸乳液是一种重要的水性乳液,广泛应用于各个领域,如建筑、涂料、纺织、印刷等。其制备方法主要有聚合法、乳化法和溶剂交换法。其中,聚合法是一种较为简单、经济的制备方法,是目前丙烯酸乳液生产中较为常用的方法之一。

聚合法的丙烯酸乳液制备过程可分为以下几个步骤:预聚物合成、乳化剂制备、乳化、排空、真空干燥等。

预聚物合成

预聚物是制备丙烯乳液的关键原料。通常采用自由基聚合法合成甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)的预聚物,在一定的反应条件下,MMA和AA单体自由基聚合形成预聚物。根据聚合反应的机制和原理,可选择适宜的引发剂、稳定剂和反应温度,调节聚合物的分子量、分子结构等特性。

乳化剂制备

在聚合反应的过程中,需要添加一定量的乳化剂,为单体分散在水中形成乳液提供稳定性。乳化剂一般为表面活性剂,能够使水分子和预聚物分子形成亲水性和亲油性区域和界面,并促进单体吸附于水相-油相界面处。乳化剂选择应综合考虑其表面活性、分散性、稳定性、再乳化性等性能。

乳化

将预聚物、乳化剂、水以及引发剂等按比例加入反应釜中,在一定的温度下(通常为60-80℃),采用机械或超声波等方式进行搅拌,使各部分均匀混合,形成一个稳定的乳液。乳化过程要注意控制反应温度、pH值、搅拌速度、加入顺序等因素,确保乳液质量。

排空

经过乳化后的乳液中可能存在大量氧气或杂质,稳定性受到影响。因此,在乳化完成后要进行排空处理,使乳液中的氧气和杂质少至小,以提高乳液的稳定性。排空通常采用减压或惰性气氛下的氮气吹扫,便于气体迅速逸出乳液。

真空干燥

排空后的乳液具有较高的浓度,因此需要通过真空干燥将水分蒸发掉,以获得所需浓度的丙烯酸乳液。真空干燥过程是在真空下,将乳液喷洒到加热的平板上,将水分蒸发掉,以获得所需浓度的丙烯酸乳液。

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