聚丙烯酰胺(PAM)制備方法——反相乳液聚合（二）

時(shí)間：2023-03-24 19:35:18來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

聚丙烯酰胺(PAM)制備方法——反相乳液聚合（二）

[db:作者] / 2022-12-27 00:00

③乳化劑的種類和用量乳化體系的選擇直接影響反相乳液的穩(wěn)定性，是成功進(jìn)行聚合反應(yīng)的必要條件。另外它也影響與乳液性質(zhì)有關(guān)的乳膠粒濃度和尺寸。乳化劑參與反應(yīng)時(shí)，由于油水界面需保持中性，而作為連續(xù)相的油相介電常數(shù)又較低，所以反相乳液中，非離子型的單一乳化體系就不能維持乳液的穩(wěn)定性，需配合使用高HLB值和低HLB值的乳化劑，或者使用三原嵌段復(fù)合乳化體系。通常在乳液聚合中尚無普遍使用的理論來指導(dǎo)乳化劑體系的選擇工作，以往多用HLB值為參考，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行篩選。采用Span系列與Tween系列或OP系列復(fù)配，它們屬于非離子型，與有機(jī)介質(zhì)很匹配，特別是Span系列還有利于制備超高分子量的聚合物。由表3-5可知，用Span60作乳化劑制得的乳液穩(wěn)定性和溶解性都比用Span40和Span80的好，而用Tween80和OP作乳化劑制得的乳液穩(wěn)定性和溶解性都沒有用Span60的好。當(dāng)兩種表面活性劑混合使用的時(shí)候，單體轉(zhuǎn)化率比使用單一乳化劑的要高，而且乳液穩(wěn)定性和溶解性會(huì)也會(huì)好一些。

表3-5 乳化劑種類

乳化劑屬于表面活性劑，是可以形成膠束的一類物質(zhì)，在乳液聚合中起著重要作用，同時(shí)也廣泛地應(yīng)用于其他技術(shù)領(lǐng)域和人們的日常生活中。乳化劑在體系乳液聚合的特征方面起著決定性的作用。其主要作用，聚合前可分散增溶單體，形成較穩(wěn)定的單體乳化液；提供引發(fā)聚合的場所一單體溶脹膠束；聚合后吸附于乳膠粒子表面，穩(wěn)定乳膠粒子，使之不發(fā)生凝聚；保證聚合物乳液體系具有適宜的固含量，適當(dāng)?shù)酿ざ群土己玫姆€(wěn)定性。

在乳液聚合中，乳化劑不直接參加化學(xué)反應(yīng)，但它可以使單體在水中的分散變得容易，并能降低單體相和水相之間的表面張力，影響聚合物分子質(zhì)量和分子質(zhì)量分布，影響乳膠的黏度和粒徑，從而關(guān)聯(lián)到乳液的穩(wěn)定性，是乳液聚合的重要組分之一。乳液聚合過程中的乳化劑類型及用量、加入方式等都可能影響聚合物乳液的穩(wěn)定性能。通過對乳化劑品種和濃度的選擇，可調(diào)節(jié)聚合行為，粒子大小及乳膠的性質(zhì)。另外，在乳膠產(chǎn)品的儲(chǔ)運(yùn)、調(diào)配和應(yīng)用中，乳化劑還起穩(wěn)定，分散和潤濕作用。

司盤(Span)和吐溫(Tween)都是非離子表面活性劑，每一種表面活性劑都具有某一種特定的HLB值，對于大多數(shù)表面活性劑來說，HLB值越低，表明其親油性越大，HLB值越高，表明其親水性越大。隨著乳化劑用量的增加，共聚物的特性黏度不斷增大。這是由于乳化劑用量直接影響聚合過程及聚合度，隨著乳化劑用量的增加，單體珠滴數(shù)目增加，引發(fā)點(diǎn)增多，而使每個(gè)珠滴中自由基終止機(jī)會(huì)減少。從表3-6中數(shù)據(jù)可知：Span60和Tween80復(fù)合乳化劑用量控制在6.94%左右，PAM乳液的相對分子質(zhì)量最大(7.9×106)，單體的轉(zhuǎn)化率最高(99.6%)。

表3-6 乳化劑用量的影響

④單體濃度單體濃度對聚合有至關(guān)重要的影響。共聚物的黏度隨單體濃度的增加而增加，然而單體濃度增加到一定程度時(shí)(即4.92mol/L)，繼續(xù)增大單體濃度會(huì)引起了聚合熱增加，使聚合熱不易分散和消失，進(jìn)而引起聚合物膠化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3-7，從表中可知PAM的黏度隨著單體濃度的增大而增大，說明單體濃度的增大有利于促進(jìn)聚合物的聚合，但是濃度的增大在一定程度上也增加了聚合熱的產(chǎn)生，促進(jìn)聚合物的膠凝，因此單體的適宜濃度為4.92mol/L。

表3-7單體濃度的影響

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