Синтез и исследование свойств водных дисперсий сополимеров с гетерогенной структурой частиц на основе бутадиена и винильных мономеров

• Автор: Петухова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ярославль
• Количество страниц: 126 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Литературный обзор.

1.1 Способы получения привитых сополимеров.

1.2 Механизм процесса синтеза привитых сополимеров радикальной полимеризацией.

1.3 Свойства и применение сополимеров с активными функциональными группами.

1.4 Свойства и применение привитых сополимеров

1.5 Основные выводы из литературного обзора и постановка задачи исследования

2. Исходные продукты и методика проведения эксперимента

2.1 Характеристика исходных продуктов .

2.2 Методика проведения сополимеризации.

2.3 Методы анализа исходных веществ и синтезируемых
водных дисперсий сополимеров.
3. Синтез и исследование свойств латексов затравочных сополимеров на основе бутадиена, стирола и ММ А
3.1 Синтез затравочного латекса бутадиенметилметакрилатного сополимера 1 я стадия полимеризации.
3.1.1 Зависимость скорости реакции сополимеризации бутадиена и ММА от водной фазы и концентрации компонентов рецепта
3.1.2 Исследование влияния различных факторов на коллоиднохимические характеристики затравочного латекса бутадиенметилметакрилатного сополимера
3.2 Синтез затравочного латекса
бутадиенстирольного сополимера
3.3 ВЫВОДЫ
4. Синтез и исследование свойств латексов
привитых карбоксил содержащих сополимеров
4.1 Синтез латекса привитого карбоксилсодержащего бутадиенметилметакрилатметакри л амидного сополимера
2я стадия полимеризации.
4.1.1 Зависимость скорости реакции сополимеризации при синтезе латекса привитого карбоксилсодержащего бутадиенметилметакрилатметакриламидного сополимера
от температуры, водной фазы и концентрации
компонентов рецепта
4.1.2 Влияние различных факторов на коллоиднохимические характеристики латекса привитого карбоксилсодержащего
бутадиенметилметакрилатметакриламидного сополимера.
4.2 Зависимость кинетики эмульсионной прививочной сополимеризации карбоксилсодержащих латексов бутадиенстиролметакриламидных и бутадиенметилметакрилатметакриламидпых сополимеров и коллоиднохимических свойств получаемых продуктов
от адсорбционной насыщенности затравочных латексов.
4.3 Влияние структуры и состава сополимеров на
их деформационные характеристики.
4.4 Изучение составов сополимеров методом ИКспектроскопии.
4.5 Определение молекулярномассового распределения полимеров методом турбидиметрического титрования.
4.6 ВЫВОДЫ
5. Влияние состава и структуры латексов
карбоксилсодержащих привитых сополимеров на свойства адгезионных композиций различного назначения
5.1 Изучение влияния состава латексов карбоксилсодержащих привитых бугадиенстиролметакриламидных сополимеров на свойства воднодисперсионных клев
полифункционального назначения
5.2 Исследование влияния состава и структуры латексов карбоксилсодержаших привитых сополимеров на
свойства полимерных композиционных покрытий но металлу
5.2.1 Изучение влияния дозировки эмульгатора на смачивающую способность латексов привитых сополимеров
5.2.2 Изучение адгезионных характеристик латексов карбоксилсодержащих привитых сополимеров
различного состава и структуры.
5.2.3 Изучение адгезионных характеристик
наполненных полимерных покрытий
5.3 Исследование свойств плнкообразователей, полученных на основе латекса карбоксилсодержащего бутадиенстиролметакриламидного сополимера с гетерогенной структурой частиц для создания
вододисперсионных красок для трафаретной печати по ткани
5.4 ВЫВОДЫ.
6. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
7. Список использованной литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ
МАК метакриловая кислота
ММ А мстил метакрилат
МАА метакриламид
ПАВ поверхностноактивное вещество
ПМЧ полимерномономерная частица
ИВА пол ивин ил ацетат
тДДМ третичный д од еци л меркаптан
г харак теристическая вязкость
о поверхностное натяжение
Эср. средний диаметр частиц
мас.ч. массовая часть с.о. сухой остаток
Р1 степень адсорбционной насыщенности Еакт. энергия активации
ВВЕДЕНИЕ


Одним из методов, открывающим широкие возможности для получения материалов с заранее заданным ценным комплексом эксплуатационных свойств является метод эмульсионной полимеризации, обеспечивающий при соблюдении технологических норм простое и экологически безопасное производство нетоксичных и пожаробезопасных продуктов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками. Эмульсионная полимеризация в настоящее время позволяет использовать для производства полимеров поли функционального назначения мономеры, отличающихся своими характеристиками полярностью, растворимостью в воде и др К таким мономерам относятся, бутадиен1,3, стирол, метил метакрилат, винилхлорид, винилиденхлорид, акрилонитрил, винилацетат, метакриламид, метакриловая кислота и др. Установление зависимости свойств получаемых полимерных продуктов от первоначального состава мономерной смеси, способа е подачи и условий синтеза представляет собой весьма трудомкую экспериментальную задачу. Однако, решение этой, можно сказать трудноразрешимой проблемы, позволяет в ряде случаев получить полимерные продукты с физикомеханическими и химическими свойствами намного превышающими свойства ранее известных материалов. Особый интерес в области решения этой проблемы вызывает процесс затравочной полимеризации, который легко может быть осуществлн в эмульсии, что дат возможность целеноправленно изменять не только состав получаемых полимерных продуктов за счт изменения качества и количества органических компонентов, входящих в состав полимерной цепи, но и саму структуру и конфигурацию полимерной цепи за счт регулированной подачи компонентов. На данный момент отсутствуют приемлемые для практики результаты, полученные в рамках строгого физического рассмотрения на молекулярном уровне, и для установления зависимости состава, строения и композиционной неоднородности сополимеров а следовательно, и их свойств от исходного соотношения мономеров и других условий синтеза сополимеров используются различные полуэмпирические соотношения, основанные на обработке многочисленных экспериментальных данных 2. Поэтому, представляет большой интерес разработка теоретического подхода и установление качественных и количественных корреляций между условиями синтеза сополимеров и их химических и физикомеханических свойств. Однако, учитывая сложность данных полимеризационных процессов различный качественный и количественный состав исходных органических продуктов, способ их введения в макромолскуляриую цепь и условия синтеза полимеров наиболее реальным является не поиск общих закономерностей для широкого круга систем, а определение границ приемлемости тех или иных зависимостей, установленных на ограниченном количестве конкретных объектов. В роли таких объектов особый интерес представляют мономеры с активными функциональными группами сложноэфирными, карбоксильными, амидными и др. Введение компонентов с активными функциональными группами в состав полимерной цепи совместно с такими мономерами, как бутадиен и стирол могут существенно изменять свойства сополимеров 3,4,5,6. Наличие в полимерной цепи двух или более функциональных групп делает эффект модификации ещ более ярко выраженным. Работа выполнена в соответствии с Межвузовской научнотехнической программой Общая и техническая химия раздел Новые полимерные материалы. Как правило, привитые сополимеры, используемые в ударопрочных материалах, получают путем прививочной полимеризации стирола, акрилонитрила, метилметакрилата или их смесей, винилхлорида на акриловые, этиленовые и другие каучуки. Раствор эластомера, инициатора и регулятора молекулярной массы в стироле нагревают в реакторе с мешалкой, где при конверсии 1 2 в случае полимеризации в стироле и в присутствии полибутадиена начинается разделение фаз и раствор мутнеет. Продолжающаяся полимеризация стирола при непрерывном перемешивании приводит к инверсии фаз. Раствор полистирола становится непрерывной фазой, а раствор полибутадиена дискретной. Привитой сополимер концентрируется на границе раздела фаз, где функционирует как поверхностноактивное вещество. Недостатком блочного метода является ограничение во введение каучука более , в связи с чем не достигаются высокие значения ударной вязкости материала.