氯丁膠乳乳液接枝甲基丙烯酸甲酯反應(yīng)動力學(xué).pdf

《氯丁膠乳乳液接枝甲基丙烯酸甲酯反應(yīng)動力學(xué).pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第27卷第10期應(yīng)用化學(xué)V01．27No．102010年10月CHINESEJOURNALOFAPPL2EDCHEMISTRY0ct．2010氯丁膠乳乳液接枝甲基丙烯酸甲酯反應(yīng)動力學(xué)張凱黃春保。沈慧芳陳煥欽(“湖北黃岡師范學(xué)院化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)學(xué)院黃州438000；華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院廣州)摘要采用乳液聚合法將甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到氯丁膠乳上，紅外光譜和核磁共振氫譜證實了接枝產(chǎn)物的生成。研究了反應(yīng)溫度、乳化劑濃度、引發(fā)劑濃度和單體濃度對表觀聚合速率的影響。結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)溫度為50℃，引發(fā)劑叔丁基過氧化氫一四乙烯五胺(t-BHP／TEPA)用

2、量為氯丁膠乳干重的0．5％，單體／聚合物質(zhì)量比m(M)：m(P)=3：5，乳化劑十二烷基連苯醚二磺酸鈉(DSB)用量為單體總質(zhì)量1％時，單體轉(zhuǎn)化率和接枝效率分別為99．1％和54．9％。聚合反應(yīng)動力學(xué)關(guān)系式為：R。=Kc(E)c(I)C(MMA)，式中，K為常數(shù)，在4O～55℃范圍內(nèi)，聚合反應(yīng)的表觀活化能E=60．2kJ／tool。接枝聚合基本符合自由基反應(yīng)機理。關(guān)鍵詞氯丁膠乳，乳液接枝聚合，動力學(xué)，甲基丙烯酸甲酯，接枝機理中圖分類號：0633文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1000-0528(2010)10—1244-05D0I：10．3724／SP．J．1

3、095．2010．90716氯丁橡膠膠粘劑在合成型膠粘劑中產(chǎn)量最大，用途最廣。但在粘接軟質(zhì)聚氯乙烯人造革和橡塑共混材料時，其界面粘合力差，剝離強度低。為克服上述缺點，可將與聚氯乙烯具有良好相容性的聚甲基丙烯酸甲酯作為側(cè)鏈接枝到氯丁橡膠主鏈上¨J。目前的接枝改性多采用溶液聚合法J。但溶液接枝法常用熱引發(fā)劑，聚合溫度高、時間長，易造成氯丁橡膠大分子斷鏈，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。此外，產(chǎn)物中含有大量的甲苯等有毒溶劑。而乳液聚合法具有聚合穩(wěn)定、易控制、清潔等優(yōu)點。本文采用乳液接枝法對氯丁膠乳的甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝聚合反應(yīng)進行了初步研究，得到了反應(yīng)表觀速率與反應(yīng)

4、物濃度之間的關(guān)系式。有望對氯丁膠乳的乳液接枝進行可控聚合，提高接枝效率，有望對氯丁膠乳的乳液接枝進行可控聚合，提高接枝效率，類似的研究國內(nèi)外尚未見文獻報道，該方法為商品化的氯丁膠乳制備水性膠粘劑提供了理論和實驗基礎(chǔ)。1實驗部分1．1試劑和儀器氯丁膠乳(CRL)(拜耳(中國)有限公司)，總固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為58％，pH值約為13；甲基丙烯酸甲酯(MMA)，工業(yè)品，使用前經(jīng)減壓蒸餾純化；叔丁基過氧化氫．四乙烯五胺(-BHP．TEPA)，十二烷基聯(lián)苯醚二磺酸鈉(DSB)，化學(xué)純；去離子水，自制。PerkinElmer1730型紅外光譜儀(美國)；AVANCEDi

5、gital400MHzNMR型超導(dǎo)核磁共振譜儀(德國)，溶劑CDC1。1．2合成方法采用種子乳液聚合法進行接枝反應(yīng)。在裝有電動攪拌器、溫度計、冷凝管及滴液漏斗的1L四口圓底燒瓶內(nèi)，加入100g氯丁膠乳(CRL)和占單體總質(zhì)量1％的乳化劑DSB，在攪拌下，用去離子水稀釋至固含量為30％，通N氣0．5h后，升溫至聚合溫度，在100min內(nèi)勻速滴加34．8g單體與0．15g引發(fā)劑(氧化劑)的混合液，同時滴加0．15g還原劑水溶液，保溫反應(yīng)3．5～4h，乳液冷卻至室溫，出料保存?zhèn)溆谩?．3轉(zhuǎn)化率采用稱重法，在質(zhì)量為m的干燥稱量瓶中，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)2％的阻聚劑對苯

6、二酚乙醇溶液(質(zhì)量分2009—10-30收稿，2010-04-28修回黃岡師范學(xué)院博士基金資助項目通訊聯(lián)系人：張凱，女，博士，講師；E-mail：zhkaiserian@163．corn；研究方向：精細化學(xué)品的研發(fā)第10期張凱等：氯丁膠乳乳液接枝甲基丙烯酸甲酯反應(yīng)動力學(xué)1145數(shù)為1％)并稱重(m：)后，吸取少量乳液于稱量瓶中并稱重(m)。用乙醇充分破乳，將稱量瓶在105oC干燥后，再在130oC真空干燥至恒重(m)。轉(zhuǎn)化率(％)按下式計算：(m)一(m)×一(m)％)X(％)=——————————————————————————————————一×1

7、00％(×式中，m為干燥的稱量瓶質(zhì)量(g)；m為加入阻聚劑后的稱量瓶質(zhì)量(g)；m為取樣后稱量瓶質(zhì)量(g)；m為干燥后稱量瓶質(zhì)量(g)；m固為配方中固體不揮發(fā)物質(zhì)量(g)；m單為配方中單體質(zhì)量(g)；m。為配方中物料總質(zhì)量(g)；(％)為對苯二酚溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)(％)。1．4聚合速率(R。)用線性回歸法分別求出MMA的轉(zhuǎn)化率()一時間(t)曲線上恒速階段的斜率(dX／dt)?！羉0(M)式中，C。(M)為單體在水中的摩爾濃度(mol／L)。2結(jié)果與討論2．1甲基丙烯酸甲酯接枝改性氯丁膠乳產(chǎn)物的表征2．1．1紅外光譜分析萃取掉PMMA均聚物的CRL-g-MM

8、A和純CRL的紅外譜圖如圖1所示。從圖1可以看到，CRL出現(xiàn)4個強的特征峰：1659cm處的碳