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2013年第4期
低分子量聚丙烯酸的合成
李英(新疆巴音郭楞职业技术学院新疆库尔勒841000
摘要:本文介绍了聚丙烯酸类浆料的研究现状,指出了聚丙烯酸浆料的发展趋势,阐述了其合成原理和方法及实
验室制备装置,并对介绍了其分子量测定方法。本实验采用溶液聚合法,并用控制引发剂用量和应用调聚剂,合成低分
子量的髡丙烯酸。
关键词:聚丙烯酸浆纱溶液聚合低分子量测定
一、国內外研究现状
为一ⅡI则是丙烯酸类浆料;而R为-CH3时,则叫甲基丙烯酸类
为了保证织造顺利进行和生产高质量纺织品,经纱上浆是浆料;若R'是一H则属于酸性浆料;R'是金属离子则属盐类
必不可少的一道工序,随着纺织品质量不断提高、高速织机使用若通式中的R是烃基(一CHI3、-C2H5、一C.3H7),则属于酯类
比例不断扩大,经纱上浆工序突显出其重要性。浆料是浆纱工艺浆料。R与R'的组合不同的(包括位置、数量和配置的比例)都会
最核心的部分.淀粉、PVA和丙烯酸类浆料被称作是经纱上浆工较明显的影响浆料的最终性能。由于它们是一个放热反应,反应
ど中的三大主浆料。共聚单体一般为丙烯酸、丙烯欧胺、丙烯酸过程中的反应热要及时散发,若粘度过大则热量不易散发,所以
甲脂、丙烯酸盐、醋酸乙烯脂、丙烯晴等。聚丙烯酸类浆料的优点反应单体的浓度一般很难做高,通常使用的浆料其含固率为
是:亲水性强,对疏水性纤维具有很好的粘附性,容易退浆,不易25%左石。开发高含固量或固体的丙烯酸类浆料也是这类浆料的
结皮,再者对环境污染较小。但其致命的弱点是吸湿性强、再粘
个研究发展方向。
性大,所以一般只能作辅助浆料使用。聚合物的分子量是影啊丙
三、合成原理和方法及实验室制备装置
烯酸浆料的流动性和粘度这两项指标的重要因素。为获得浆料
本实验所合成的聚丙烯酸,是用于制备低分子量的聚丙烯
的较理想的流动性和粘度,可通过三方面米实现①应用分子量酸浆料。丙烯酸单体化学性质活泼,极易聚合,可以通过本体、溶
调节剂②控制引发剂用量③调节反应温度,最终达到控制分子液、乳液、悬浮等聚合方法得到聚丙烯酸.但一般得到的聚丙烯胶
量的日的
分子量都较大。故本次主要是绕降低聚丙烯酸的分子量来寻
在二战后开始大量使用丙烯酸类聚合物,从20世纪40年求合成路线。通过查阅有关资料,仰定采用水溶液聚合法,因为
代开始才开始对应用于纺织工业的丙烯酸共聚物作系究性的研丙烯酸聚合符合一般的游离基聚合反应规律,在聚合时放热,而
究。国外丙烯酸类浆料的发展经历了三个阶段,刚开始的初级研水溶液聚合法有平稳散热的优点,容易控制.通过控制引发剂用
究阶段产品单一,品质差,随若工艺进一步改进,丙烯酸类浆料量和应用调聚剂,来降低其分子量。并确定了过硫酸胺作为引发
研究趋于成熟,性能方面有所提高,最終形成了现在粘度稳定性剂,主要由异丙醇作调聚剂。因为丙烯酸聚合时放出大量热
较好的浆料。与国外研究应用水平相比,国内产品在还存在着很了防止反应过于激烈,甚至产生爆聚,所以从较稀的渀液开始反
大差距,主要表现在:品种不齐全,吸湿性大,再粘严重,浆液粘度应,然后控制在65-70℃滴加丙烯酸和过硫胺水溶液于反应混
较大,使用时只能作为輔助浆料来使用。
合物中,逐步聚合,再升至较高温度(82-94℃)使其允分反应完
发展趋势
丙烯酸类浆料是由含有一个不饱和键的丙烯酸类及衍生物
合成原理
为单体、经过聚合或共聚反应而成的高分子化合物,属于线型的
化学名称为:聚丙烯酸,结构式
热塑性高分子材料。用于合成浆料的丙烯酸类单体通常有以下
ーー-CH2-CH-Jn-
儿种,如表1-1.
名称
分子式
名称
分子式
COOH
丙烯酸
CH2= CHCOOH甲基丙烯酸CH2= CCH COOH
反应方程式
丙烯酸盐
H2= CHCOOME甲基丙烯酸盐CH2= CCH-COONE
丙烯酸甲「CH2= CHCOOCH丙烯胺
CHECHCONH
丙烯酸乙c1-CICC丙烯席
(NH4)2、208
2NH4S0)4
酸内融」C1=CHCC基丙烯酸 CHI=(
丙烯酸丁CH2= CIICOOC.AI
异丙醇
表1-1用于合成浆料的丙烯酸类单体(Me为Na+,K+,NH4+
2NH4S04?+CH2=CH
NH4S04CH2CH?
它们在结构上的共同特点是:都具有一个或多个双键。R和
COOH
COOH
R'的种类是影响这类浆料性能的另一个重要因素,主要为:如R
理论与实践
MCH2=CH
CH2-CH-Jn-ーー
pH值,用消耗的氯氧化钠标准溶液毫升数对pH值作图,找出终
点所消耗的碱量。
COOH
COOH
计算公式(3-1)为:
工艺方法却下
M
引调两
式中:M为聚丙烯酸分子量;
水和酸
试样滴定所消耗的氢氧化钠标准溶液毫升数
N为氡氧化钠标准的当量浓度
會应
W为试样克数
2、装置及仪器
1/72为每1克样品中所含有的羧基当量理论值:
仪器:三烧瓶、温度计、水浴锅、电炉、搅拌棒、烧杯、聚四
2为聚丙烯酸1个分子链两端各有一个内脂
氟乙烯塞、6511型电动搅拌器(上海标模)
合成的聚丙烯酸分子量在1500-4500之间,是低分子量的
装置如下
产品。
五、结论
本实验采用溶液聚合法,并用控制引发剂用量和应用调聚
剂,合成低分子量的聚丙烯酸。过硫酸胺作为引发剂,异丙醇等
作调聚剂,使丙烯酸单体在水溶液中发生聚合。该法在调聚剂和
引发剂的作用下使反应体系中的聚合单体均匀分散,使聚合反
应顺利进行,从而开发高含固量、高粘附性能、低粘度和低败湿
再粘性的低分子量的聚丙烯酸浆料,以取代涤棉纱上浆中所用
的PVA浆料
参考文献:
[]复旦大学化学系高分子教研组,高分子实验技术上海:复
旦大学出版社,1983.360
图2-1合成实验装置图
2?沃尔默特B著黄家贤译.高分子化学基础.北京:科学出
6511型电动境排器:2ー一水浴:3ー日境瓶;一温度版社1986
计;5一搅拌棒;6一冷凝管;7ー电炉
3引郭腊梅,周永元.可替代PVA的丙烯酸类浆料的研制[J
、实验步骤
在带有回流冷凝装置的反应容器中,加人异丙醇和去离子
中国纺织大学学报,1998,2402)
[4周永元,蒲绍辉,SD)-168聚丙烯酸脂浆料的开发(J).四川
水,加热至65-70℃。再加人丙烯酸(イ业)单体和用去离子水溶解纺织科技,1990(4):30-32
过的过硫胶铰。用搅拌器充分搅拌,并加热,使反应液温度达到
15?顾蓉英,王强等,聚丙烯酸丁醋共聚浆料的合成与浆液、浆
82-94℃、反应2.5小时反应即可完成。(聚丙烯酸分子量在2000
膜性能〔J).印染剂,2001,18(5).-2023
左右)。
]王耀,武海良,新型丙烯酸醋浆料合成工艺的研究〔J棉
四、聚丙烯分子量的测定
纺织技术,,2004,09:1820
丙烯酸聚合物的酸性与其对应单体相对要弱,其滴定曲线
7 PTI. Continuous Solution Polymerizatio