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丙烯酸酯共聚树脂(ACR)是一类新型的PVC改性剂。根据结构的不同具有改进PVC加工性能或提高抗冲性能的作用,有着广阔的应用前景和良好的经济效益。本文在探索凝聚法制备ACR胶乳凝聚颗粒的工艺的基础上,着重研究了胶乳凝聚的机理和影响因素,为ACR胶乳凝聚工业化打下理论和实践基础,也可供其他胶乳的凝聚参考。 不同性质胶乳的凝聚效果不同。ξ电位绝对值越大,胶乳越不容易发生凝聚。凝聚法制备可自然沉降的ACR凝聚粒子,所用凝聚剂的浓度必须高于其临界凝聚浓度。无机电解质凝聚剂中,二价盐或无机酸的凝聚效果较好。 胶乳粒子的凝聚过程表现为三个阶段:粒子形成期、聚集增长期、粒子破碎期。在粒子形成期,凝聚剂的分散是整个凝聚过程的关键。在聚集增长期,团聚粒子逐渐变得致密,凝聚粒子基本形成。前两个阶段粒径逐渐增大,凝聚率和变差系数不断上升。在粒子破碎期,凝聚作用小于搅拌剪切作用,凝聚率趋向稳定,凝聚粒子的粒径减小,变差系数略有增大。通过对比,发现半连续法和间歇法的凝聚机理基本相同,区别仅在于凝聚粒子形成增长期的长短不同,即凝聚速度不同。 凝聚粒子的粒径随温度的升高而呈指数增大,控制凝聚温度,可以得到不同粒径的凝聚粒子。胶乳粒子表面聚合物的T_g是选择凝聚温度的主要依据,若凝聚温度高于T_g,则凝聚微粒会相互粘合,整个粒子表面收缩,趋于光滑。 对于间歇法凝聚,在相同的时间内,体系中凝聚剂的反离子浓度越大,凝聚速率就越快,变差系数迅速增大,但是凝聚剂浓度增大到一定程度后凝聚速率和粒径分布基本保持不变。胶乳固含量在10%~15%时,随着固含量的增加,凝聚粒子的粒径增大,凝聚率上升;固含量继续增大,凝聚率基本不变,体系操作性下降,粒子容易破碎,变差系数增大。在一定时间内,搅拌转速越大,凝聚粒子的粒径越小,凝聚率越高,凝聚速度越快。 对于半连续法凝聚,体系中酸度相同时,所用硫酸凝聚剂浓度越高,凝聚速度越快,凝聚粒子径越大;随着酸度的增大,体系粘度增高,凝聚粒子平均粒径先增后降,凝聚率增大。胶乳固含量越大,凝聚剂用量越少,粒子平均粒径较大,分布较宽;当胶乳固含量为16%~20%时,体系操作性、凝聚率、酸耗、粒子平均粒径及分布都比较理想。随搅拌转速的增加,凝聚粒子的平均粒径和体积凝聚率都增大。当凝聚剂用量增大时, 浙江 人学颁I:学位 沦 义 卜搅拌速度对粒径大小和体积凝聚率的影响减弱,说叨搅拌速度与激聚剂浓度相比只是次要!了{]影l他IPI素。 采用龊聚能力强的7疑聚剂以半连续法加入收乳,在较.名的故策温度和较)W内搅拌稳定时间下,选择适当的热化时间和熟化温度,出料后采川分段干燥,可以有效地提高凝聚粒子的堆积密度。 中试过份。I。的搅拌混合对政策的X创出N大,热化过程小加压、升温到100℃以L,得到的粒于的堆积密度提高幅度不大,大粒于反而增多。当温度升;离到130℃时会导致粒径分hJ变宽,堆积密度下降。