Research on the prepra ation and properties of polyacrylatethickeners with long-chain alkyl groups

SON G Z蕾·yun．CHEN Hong—ling

Abstract：Ananionicpolyacrylatethickenerwithelectrolyte resistancewassynthesizedbyinverseemulsion

polymerization method．The effects ofhydrophobic monomeroctadecylvinyletheron the resistance to elec-

trolyte，viscosity ofandrheologicalproperty were investigated．The thermalstabilityand sudace morphology of

thecopolymerswerecharacterizedby microscopeandTG．Theresultsshowedthatwhenthemassratio 0fhy-

drophobicmon0merwas2％(tototaImonomermass)．theviscosity ofpaste which thickenerconcentrationwas

3．5％(onmassofpaste)reached1O6Pa·S，andviscosityindexwas0．1．Theretention rateofviscositywas45％

whenthe massratioofpastewas5％，themassratioofhydrophbicmonomerwas2％(tototalmonomermass)，

Electrolyteresistanceperformancewasbetter．

Keywords：thickener；polyacrylate；octadecylvinylether；electrolyteresistance

涂料印花增稠剂是印花糊料中重要的组成部分，可使糊料具有良好的粘度和流变性，提高织物的着色量和鲜艳度，获得清晰的花纹．[1-2]现在使用最多的是聚丙烯酸阴离子型增稠剂[3-5]，这类增稠剂使用很少量就可获得良好的增稠效果，但其抗电解质能力相对较

差，当体系中出现少量电解质时，糊料的粘度会大幅下降，并对印染过程产生不良影响，所以需要对其进行改性．[61

何平【7】等通过制备丙烯酸和丙烯酸长链酯共聚物作为高分子乳化剂来提高体系的抗盐性；田大听等则直接将丙烯酸长链酯作为功能单体参与聚合反应．本文使用十八烷基乙烯基醚作为疏水单体参与反相乳液聚合反应，以期通过分子间缔合作用提高体系的抗电解质能力．

l试验

1．1原料

丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、Span80、N，N一亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)均为化学纯，氢氧化钠、氯化钠、过硫酸铵(APS)、亚硫酸氢钠均为优级纯，十八烷基乙烯基醚、煤油、TX一10均为工业品，丙烯酸在氯化亚铜存在下，经氮气保护加热减压蒸馏纯化．[9]

1．2反相乳液合成增稠剂

将80g丙烯酸用NaOH水溶液中和至一定pH值，加入水溶性单体丙烯酰胺12．8g、N，N一亚甲基双丙烯酰胺0．12g、引发剂过硫酸铵，溶解搅匀，加入到

由一定量疏水单体十八烷基乙烯基醚、12．4gSpan80和120g煤油组成的油相中，高速乳化10min．移至四口烧瓶中，通氮气，加入亚硫酸氢钠，6O℃下引发聚合．

于70℃保温3h，出料，加入转相剂TX—l0t砌，得最终产物有长链烷基聚丙烯酸，简称增稠剂)．

1-3测试

增稠能力和粘度指数：准确称取3g产物，加入水配成3％f质量分数，下同)的白浆，搅拌使其充分吸水并达到平衡，用NDJ一5S数显粘度计测试白浆粘度．计算60r／min和6r／min以下白浆的粘度比值，即粘度指数，数值越小表示流体粘度随剪切应力变大而减

小的程度越明显，浆料流变性愈好．

耐电解质性能：配固含量5％的白浆，逐步加入15％的NaC1水溶液，测试加盐后的粘度，直到粘度降到100mPa·S时，记录加入盐水的总克数，加人NaC1溶液量越多表示抗电解质性能越好．

粘度保留率：配制3％的白浆300g，加入0．15gNaC1，测试加盐前后的粘度，粘度保留率=×100％，式中，叼前、叼后分别为加盐前后白浆的粘度．粘度保留率越高，抗电解质性能越好．乳胶粒子大小及形态：用SDZ2／DZ3光学显微镜[科视达(中国)有限公司]观测0．5％白浆在加盐前后的粒子状态．

热稳定性：用NETZSCHSTA409PC型热分析仪(德国NETZSCH公司)对样品进行检测，测量范围为室温至1000℃，氮气环境，升温速度为10~C／min．

2结果与讨论

2．1增稠性能

由图1可以看出，随着疏水单体用量的增加，体系粘度呈下降趋势．原因是十八烷基乙烯基醚的长碳链疏水能力强，降低了共聚物的亲水性．当疏水单体量≤2％时，体系粘度下降明显，但是仍然在80Pa·S上，体系保持较高的粘度，同时粘度指数较低，能够

足印染的要求．继续增加疏水单体用量，粘度下降多，且粘度指数较高，因此，选择疏水单体用量为2％．

当疏水单体用量为2％时，增加白浆中增稠剂比例，白浆粘度、粘度指数如图2．当(增稠剂)=3．5时，体系粘度已经达到106Pa·St粘度指数为0．1．

2．2流变性能

在涂料印花中，要求色浆具有一定的流动性，但不能导致渗化，故要求印花色浆在机械力作用下粘度在短时间内大幅度降低，保持流动性；当切变力消失时又迅速恢复至原来的高粘度，从而使织物印花轮廓清晰，防止渗化．[11-121由图1、2可以看出，随着白浆粘度的增加，白浆粘度指数逐渐下降，说明流体粘度随剪切应力变大而减小的程度越明显．

2．3抗电解质性

由图3可以看出，当体系中不含疏水单体十八烷基乙烯基醚时，粘度保留率仅为20％左右，粘度降到100mPa·S时，加入NaC1溶液总量为40g；而含有2疏水单体时，粘度保留率可达45％，粘度降到100mPa时，加入NaC1溶液总量为72g，远高于不含疏水单体时的值．说明长碳链疏水单体的确起到了增加抗电解质的作用．因为聚合物分子链间的疏水长碳链会相互交缠，形成具有一定强度的空问网架结构，部分抵消1期宋子云，等：含有长链烷基聚丙烯酸系增稠剂的制备和性能研究31了同离子效应所造成的蜷曲趋势；同时，长碳链所形

成的空间位阻保护了部分羧酸根离子I131，增加了体系的抗盐性．疏水单体用量大于2％后，粘度保留率和加盐水的克数都逐渐下降，原因是随着聚合物分子链中疏水单体量的增多，形成嵌段共聚物，分子内缔合的概率增大，使分子链不能充分伸展，影响体系的粘度和抗

盐性．

 2．4乳胶粒子形态

将不含疏水单体(a)和含有2％疏水单体(b)的产物配制成0．5％的白浆，加入NaC1水溶液，使盐质量分数为0．02％．分别用显微镜观测颗粒形态，结果见图4．

由图4可以看出，未经过疏水改性的增稠剂在加入电解质后出现大块团聚，宏观显示出粘度大幅度下降，而经过疏水改性的增稠剂在加入电解质后，仅出现了小范围的团聚，宏观表现粘度下降不多．表明疏水单体改善了增稠剂的耐电解质性能．

2．5热稳定性

如图5所示，不含疏水单体的一般增稠剂在250℃左右迅速分解．当体系中存在疏水单体时，热失重曲线发生明显变化．在100℃以上开始失重，其原因可能是长链烷基位阻较大，对小分子的聚合有一定的阻碍作用，有残留未聚合的单体小分子开始热解吸．从200℃到接近500cI二，对应第一阶段的热分解，但分解的速度明显比一般增稠剂缓慢，可能是长碳链会对整个分子有包裹行为，对热分解有一定的稳定作用．之后，在500oC到900℃有一个相对稳定的阶段，也许是长碳链的存在形成了某种相对稳定相态，这种特殊的现象有待进一步研究．当温度进一步升高(超过900℃)时，结构完全破坏而迅速分解．

3结论

加入疏水单体后增稠剂的热稳定性得到改善，当疏水单体用量为2％(X-,J单体总质量)时(增稠剂)=3．5％(对白浆质量)时，白浆粘度达106Pa·S，粘度指数为0．1．含2％(对单体总质量)疏水单体的白浆质量分数为5％，粘度保留率可达45％航电解质性能较好．

参考文献：

[1】邢凤兰，徐群，贾丽华，等．印染助剂[M】．北京：化学工业出版社，2008．

[2】商成杰．新型染整助剂手册[M】．北京：中国纺织出版社，2002．

[3]TSUTOMUM，AKIOH，OSAMUY．Acrylicpolymersodiumsalts：日本，53042285[P1．1978-04—17．

【4]GANDURINA N V，VOLKHONSKAYA NS，KULIKOVA A E，eto1．Studyofpartiallycrosslinkedacyrlatesasthickenersforprinting[J]．Izv．

Vyssh．Uehebn．Zaved．，Tekhno1．Tekst．Prom—sti．，1986(1)：58-61．

[5】DAMMANN，LAURENCEG．Polyaerylatethickeningagents：欧洲，50923A2[P]．1982—05-05．

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