CN116903805A - 一种明胶改性苯丙乳液的合成方法 - Google Patents
一种明胶改性苯丙乳液的合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116903805A CN116903805A CN202310748700.8A CN202310748700A CN116903805A CN 116903805 A CN116903805 A CN 116903805A CN 202310748700 A CN202310748700 A CN 202310748700A CN 116903805 A CN116903805 A CN 116903805A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gelatin
- emulsion
- modified styrene
- acrylic emulsion
- aqueous solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 229920001909 styrene-acrylic polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 55
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 claims abstract description 52
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 claims abstract description 52
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 claims abstract description 52
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 claims abstract description 52
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 claims abstract description 52
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 33
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 16
- SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N Butylmethacrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)=C SOGAXMICEFXMKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 4
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 8
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 5
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- DUIOKRXOKLLURE-UHFFFAOYSA-N 2-octylphenol Chemical compound CCCCCCCCC1=CC=CC=C1O DUIOKRXOKLLURE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 2
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims 2
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims 2
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010556 emulsion polymerization method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000006210 lotion Substances 0.000 abstract description 2
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 abstract 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 24
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 11
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 8
- JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-Octylphenol monoethoxylate Chemical compound CC(C)(C)CC(C)(C)C1=CC=C(OCCO)C=C1 JYCQQPHGFMYQCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 7
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 7
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 7
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 7
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 4
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 4
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- -1 coatings Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- FEIQOMCWGDNMHM-UHFFFAOYSA-N 5-phenylpenta-2,4-dienoic acid Chemical class OC(=O)C=CC=CC1=CC=CC=C1 FEIQOMCWGDNMHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004908 Emulsion polymer Substances 0.000 description 1
- 238000004566 IR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000005605 benzo group Chemical group 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 201000001424 dextro-looped transposition of the great arteries Diseases 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000015784 hyperosmotic salinity response Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 208000014903 transposition of the great arteries Diseases 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F289/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to macromolecular compounds not provided for in groups C08F251/00 - C08F287/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D151/00—Coating compositions based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Coating compositions based on derivatives of such polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J151/00—Adhesives based on graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Adhesives based on derivatives of such polymers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种明胶改性苯丙乳液的合成方法，用明胶和去离子水制备明胶溶液；过硫酸铵和去离子水制成引发剂水溶液；乳化剂完全溶于去离子水，加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸和明胶溶液，搅拌乳化，冷却至室温，加碳酸氢钠，完全溶解，得预乳化液；室温下，三口瓶中加入一部分引发剂水溶液和一部分预乳化液，升温搅拌反应，再升温，恒温搅拌下，滴入剩余的预乳化液和剩余的引发剂水溶液，保温搅拌，冷却至室温，过滤，调节pH值，制得乳白泛蓝光的明胶改性苯丙乳液。该合成方法采用半连续种子乳液聚合法在水溶液中制备明胶改性苯丙乳液共聚物。制得的乳液具有优异的成膜性、热稳定性、离子稳定性，是一种优异的复合材料。
Description
技术领域
本发明属于涂料制备技术领域，涉及一种明胶改性苯并乳液的合成方法。
背景技术
随着人们对环境问题的日益重视，水性高分子涂料成为替代传统有机溶剂型涂料的重要方向。苯丙乳液是苯乙烯和丙烯酸酯共聚合制得的一种重要的水性聚合物材料，具有性价比高、成膜光泽度好、硬度好等优点，广泛用于水性油墨、涂料与胶粘剂等领域。但普通苯丙乳液聚合物多为线型结构，导致聚合物膜耐溶剂性、耐碱性、耐光性、热稳定性、物理机械性能差，如容易出现“热粘性和冷脆性”，严重限制了其大范围应用。目前，改善线型结构材料性能最直接的方法是引入交联结构。常见的交联剂主要为二酰肼和己二胺，但这两种交联剂都具有一定的毒性，且价格昂贵，给工业化生产带了较高的成本和一定的安全隐患。
明胶是一种安全无毒且价格低廉的天然蛋白材料，具有合成高分子材料无可比拟的生物相容性和可降解性，在食品、医学、化妆品、粘接剂、纺织、印刷、饲料、农业、皮革等行业具有重要的地位。明胶分子中含有一定量的活性氨基，可与活性酮羰基发生化学反应。另外，明胶是一种重要的天然两亲性大分子，具有优异的表面活性，可以作为乳化剂提高乳液的稳定性；同时，明胶具有成膜的潜力，可以用作粘合材料。
明胶改性苯丙乳液后，不仅使苯丙乳液的毒性降低，而且耐溶剂性、热稳定性、物理机械性能大大提高，从而使其应用范围扩大，如将其用于胶粘剂、涂料、纺织印染和造纸等行业。然而，到目前为止，用明胶直接改性苯丙乳液尚未见报道。因此开发一种天然高分子改性的乳液，从而降低毒性，提高苯丙乳液性能已成为高性能涂料研究的方向之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种用半连续种子乳液聚合法合成明胶改性苯丙乳液的方法。
本发明所采用的技术方案是：一种明胶改性苯丙乳液的合成方法，具体为：
1）按质量份，分别取苯乙烯（St）20～60份、丙烯酸丁酯（BA）10～30份、甲基丙烯酸丁酯(MBA)2～10份、丙烯酸（AA）1～5份、乳化剂1～5份、过硫酸铵0.8～2份、碳酸氢钠0.1～0.5份、明胶0.1～0.7份、第一去离子水40～100份和第二去离子水5～15份；
乳化剂由十二烷基硫酸钠（SDS）和辛烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）组成，十二烷基硫酸钠（SDS）和辛烷基酚聚氧乙烯醚（OP-10）的质量比为1～3︰1～3。
2）将明胶加入20 mL去离子水中，在25℃温度下放置12h，使明胶完全溶胀，然后在40℃水浴中充分振荡，使明胶溶解完全，得明胶溶液；
将过硫酸铵溶于第二去离子水中，制成引发剂水溶液；
3）室温下，三口瓶中加入第一去离子水和乳化剂，搅拌使乳化剂完全溶解，制成乳化液，再加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸和明胶溶液，在30～50℃温度下搅拌乳化0.5～2 h，自然冷却至室温，加入碳酸氢钠，使碳酸氢钠完全溶解，得预乳化液；
4）室温下，三口瓶中加入体积为引发剂水溶液总体积三分之一的一部分引发剂水溶液和体积为预乳化液总体积三分之一的一部分预乳化液，升温至75～78℃搅拌反应0.5h，得到蓝色荧光种子乳液；再升温至82～85℃，恒温搅拌条件下，分别用滴液漏斗将剩余的预乳化液和引发剂水溶液匀速地滴入种子乳液中，并在2～4 h内同时滴加完成后，保温搅拌3～4 h（搅拌速度90～120r/min），冷却至室温，用200目筛过滤去除凝胶，用氨水调节pH值为7～8，制得乳白泛蓝光的明胶改性苯丙乳液。
本发明合成方法合成的明胶改性苯丙乳液可用于建筑涂料、纸张粘合剂、地面涂料、金属表面乳胶涂料、壁画保护粘合剂和胶粘剂等。
下面通过透射电镜、红外光谱、热重分析、吸水性测试、耐盐性测试等，对本发明制备的明胶改性苯丙乳液的结构、性能进行分析说明。
1、红外测试
对明胶、未改性的苯丙乳液和本发明合成的明胶改性苯丙乳液三种胶膜分别进行红外测试，结果见图1。明胶的红外谱图中，3402cm-1处为明胶中酰胺A带的-NH和-OH的伸缩振动峰，1663cm-1处为酰胺Ⅰ带中-C=O双键的伸缩振动，1538cm-1处为酰胺Ⅱ带中N—H变形振动和C—N的伸缩振动。在未改性的苯丙乳液和本发明合成的明胶改性苯丙乳液中，2933cm-1和2870cm-1处的吸收归属于-C-H的伸缩振动吸收峰，1710cm-1处为酯类羰基C=O的吸收峰，1164cm-1和1305cm-1处为丙烯酸丁酯中C-O-C的吸收峰，699 cm-1和761cm-1处为苯环的特征吸收峰，1489 cm-1、1452 cm-1和1360cm-1处为苯环骨架振动吸收峰，说明本发明合成的乳胶膜中有苯环存在。明胶改性苯丙乳液的红外光谱中1645cm-1出现了苯丙乳液中未出现的吸收峰，该峰归属于明胶结构中酰胺Ⅰ带（即反对称羧基或C=O 基）的伸缩振动特征峰，说明本发明合成方法将明胶成功的与丙烯酸类单体进行了接枝共聚。
2、TGA测试
图2为明胶和本发明合成明胶改性苯丙乳液胶膜的热重(TG)曲线。从图2a可以看出，明胶在25～200℃失重11.92%，这是明胶吸附的水分子失去以及其他小分子天然产物的分解所造成；250℃～500℃失重63%，这是明胶中天然蛋白分解引发所致。本发明合成明胶改性苯丙乳液胶膜在100℃～350℃失重5.40%，这主要是水分子和小分子均聚物失去所造成；360～480℃失重92.25%，这是胶膜中大分子链断裂失去所致。由 DTGA 曲线（图2b）可以看出，本发明合成明胶改性苯丙乳液在417℃出现放热峰。通过热重分析，可以看出明胶改性苯丙乳液后，共聚物的热稳定性显著提高，说明明胶和单体发生了聚合反应。另外，明胶改性苯丙乳液在337℃处无明胶的放热峰，进一步说明聚合反应彻底。
3、乳液粒径
乳液的粒径大小是影响乳液比表面积和粘度的重要因素之一。通常认为，粒径越小，乳胶粒比表面积越大；粒径越大，比表面积越小。较大粒径使得乳胶粒之间相互摩擦阻力越小，乳液粘度越小。本发明合成明胶改性苯丙乳液的粒径测试结果见图3。可以看出，本发明合成明胶改性苯丙乳液粒径呈单峰分布，粒径分布在50～400nm，由粒径分析仪测得平均粒径200nm。说明本发明合成明胶改性苯丙乳液粒径较小，乳胶粒比表面积较大，有望作为胶结材料用于壁画修复、建筑涂料、皮革涂料、造纸行业、医用材料等领域。
4、Zeta电位
Zeta电位可以评估乳液的稳定性。当zeta电位绝对值大于30 mV时，乳液的稳定性更好。图4为本发明合成明胶改性苯丙乳液的Zeta电位图。乳液的平均Zeta电位为-40 mV，其绝对值高于30 mV，因为本发明合成方法中使用的乳化剂为阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配乳化剂，该复配乳化剂使乳液颗粒表面带负电荷，从而使明胶改性苯丙乳液具有良好的稳定性。
5、透射电镜测试
图5为本发明合成明胶改性苯丙乳液的透射电镜图，可以看出，乳胶粒呈现球形的核壳结构，平均粒径约为200 nm。这与激光粒径测试结果基本一致。
本发明合成方法具有如下优点：
1、原料易得，制备工艺简单，合成成本低，无二次污染。
2、制备条件温和（无需N2），反应可控，乳胶粒尺寸分布均匀，平均粒径200 nm，稳定性高。
3、利用半连续种子乳液聚合法合成的明胶改性苯丙乳液具有优良的成膜性、耐候性、粘结性、环保性。
4、合成的明胶改性苯丙乳液热稳定性较高，在350℃之前很难分解，适用范围较广。
5、以明胶为改性剂，可以降低苯丙乳液的毒性，进而扩大了苯丙乳液的使用范围。
附图说明
图1是明胶、苯丙乳液以及本发明合成明胶改性苯丙乳液实施例1的红外光谱图。
图2是明胶和本发明合成明胶改性苯丙乳液实施例1的热重图。
图3是本发明合成明胶改性苯丙乳液实施例1的激光粒径测试结果图。
图4是本发明合成明胶改性苯丙乳液实施例1的Zeta电位图。
图5是本发明合成明胶改性苯丙乳液实施例1的透射电镜(TEM) 图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
称取0.3 g明胶于烧杯中，加入20 mL去离子水，在25℃下放置12 h，使明胶完全溶胀后，在40℃水浴中充分振荡，使明胶溶解完全，得明胶溶液；将1g过硫酸铵溶于15 mL去离子水中，配成引发剂水溶液。在250 mL的三口瓶中加入50 mL去离子水和2 g乳化剂(SDS/OP-10按1:1加入)，搅拌使乳化剂充分溶解；然后加入23 g苯乙烯、23 g丙烯酸丁酯、2.3 g甲基丙烯酸丁酯、1 g丙烯酸的单体以及明胶溶液，在50 ℃下搅拌乳化 60 min，得到乳白色的预乳化液，接着加入0.3 g碳酸氢钠，使碳酸氢钠完全溶解。采用半连续种子乳液聚合法在水浴中利用过硫酸铵引发聚合，具体为：取预乳化液和过硫酸铵溶液各1/3（体积）加入到三口烧瓶， 78℃聚合温度下搅拌反应0.5 h，得到蓝色荧光种子乳液；再将温度升至82℃，在恒温搅拌条件下，分别用滴液漏斗将剩余的预乳液和引发剂过硫酸铵溶液匀速地滴加到种子乳液中，并在3h内同时滴加完成后，保温搅拌反应3 h（搅拌速度90 r/min），冷却至室温；用200目筛过滤去除凝胶，再用氨水调节pH值为7～8，制得乳白泛蓝光的明胶改性苯丙乳液。
实施例1制得明胶改性苯丙乳液性能指标：固含量40.5%，稳定性良好（Ca2+离子稳定性、离心稳定性、热稳定性、冻融稳定性），乳液平均粒径200 nm。
实施例2
称取0.5g明胶于烧杯中，加入20 mL去离子水，在25℃下放置12h，使明胶完全溶胀后，然后在40℃水浴中充分振荡，使明胶溶解完全。将1.25 g过硫酸铵溶于15 mL去离子水中，配成引发剂水溶液。在250mL三口瓶中加入40 mL去离子水和3.5g复合乳化剂(SDS/OP-10按1:1加入)，搅拌使乳化剂充分溶解后，加入35g苯乙烯、11g丙烯酸丁酯、3g甲基丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸单体以及明胶溶液，在50 ℃下搅拌乳化 60 min，加入0.3g碳酸氢钠，使碳酸氢钠完全溶解，得到乳白色的预乳化液。采用半连续种子乳液聚合法在水浴中利用过硫酸铵引发聚合，具体为：取预乳化液和过硫酸铵溶液各1/3（体积）加入到三口烧瓶，80℃聚合温度下搅拌反应0.5 h，得到蓝色荧光种子乳液；再将温度升至85℃，在恒温搅拌条件下，将剩余的预乳液和引发剂过硫酸铵溶液分别通过滴液漏斗匀速地滴加到种子乳液中，并在3 h内同时滴加完成后，保温搅拌反应4h（搅拌速度120 r/min），冷却至室温；用200目筛过滤去除凝胶，再用氨水调节pH值为7～8，制得乳白泛蓝光的明胶改性苯丙乳液。
实施例2制得明胶改性苯丙乳液性能指标：固含量38.2%，稳定性良好（Ca离子稳定性、离心稳定性、热稳定性、冻融稳定性），乳液粒径约为215 nm。
实施例3
称取0.7 g明胶于烧杯中，加入20 mL去离子水，在25 ℃下放置12h，使明胶完全溶胀后，在40℃水浴中充分振荡，使明胶溶解完全，配成明胶溶液。将1.5 g过硫酸铵溶于15mL去离子水中，配成引发剂水溶液。250 mL三口瓶中加入60g去离子水和3g复合乳化剂(SDS/OP-10按1:1加入)，搅拌使乳化剂充分溶解，加入30 g苯乙烯、16 g丙烯酸丁酯、2 g甲基丙烯酸丁酯、1.5g丙烯酸单体以及明胶溶液，50℃温度下搅拌乳化 60 min，加入0.3g碳酸氢钠，使碳酸氢钠完全溶解，得到乳白色的预乳化液；采用半连续种子乳液聚合法在水浴中利用过硫酸铵引发聚合，具体为：取预乳化液和过硫酸铵溶液各1/3（体积）加入到三口烧瓶，75℃聚合温度下搅拌反应0.5 h，得到蓝色荧光种子乳液；再将温度升至82℃，在恒温搅拌条件下，将剩余的预乳液和引发剂过硫酸铵溶液分别通过滴液漏斗匀速地滴加到种子乳液中，2 h内同时滴加完成后，保温搅拌反应3 h（搅拌速度105 r/min），冷却至室温；用200目筛过滤去除凝胶，再用氨水调节pH值为7～8，制得乳白泛蓝光的明胶改性苯丙乳液。
实施例3制得明胶改性苯丙乳液性能指标：固含量39.8%，稳定性良好（Ca2+稳定性、离心稳定性、热稳定性、冻融稳定性），乳液粒径约为246 nm。
Claims (7)
1.一种明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，该合成方法按以下步骤进行：
1）按质量份，分别取苯乙烯20～60份、丙烯酸丁酯10～30份、甲基丙烯酸丁酯2～10份、丙烯酸1～5份、乳化剂1～5份、过硫酸铵0.8～2份、碳酸氢钠0.1～0.5份、明胶0.1～0.7份、第一去离子水40～100份和第二去离子水5～15份；
2）明胶加入20 mL去离子水中，25℃温度下放置12h，使明胶完全溶胀，然后在40℃水浴中充分振荡，使明胶溶解完全，得明胶溶液；
过硫酸铵溶于第二去离子水中，制成引发剂水溶液；
3）室温下，三口瓶中加入第一去离子水和乳化剂，搅拌使乳化剂完全溶解，再加入苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸和明胶溶液，在30～50℃温度下搅拌乳化0.5～2h，自然冷却至室温，加入碳酸氢钠，使碳酸氢钠完全溶解，得预乳化液；
4）室温下，三口瓶中加入体积为引发剂水溶液总体积三分之一的一部分引发剂水溶液和体积为预乳化液总体积三分之一的一部分预乳化液，升温至75～78℃搅拌反应0.5h，再升温至82～85℃，恒温搅拌条件下，分别用滴液漏斗将剩余的预乳化液和剩余的引发剂水溶液滴入种子乳液中，保温搅拌3～4 h，冷却至室温，过滤，调节pH值为7～8，制得乳白泛蓝光的明胶改性苯丙乳液。
2.如权利要求1所述的明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，所述步骤1）中，乳化剂由十二烷基硫酸钠和辛烷基酚聚氧乙烯醚组成，十二烷基硫酸钠和辛烷基酚聚氧乙烯醚的质量比为1～3︰1～3。
3.如权利要求1所述的明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，所述步骤4）中，分别用滴液漏斗将剩余的预乳化液和引发剂水溶液匀速地滴入种子乳液中。
4.如权利要求3所述的明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，剩余的预乳化液和剩余的引发剂水溶液在2～4 h内同时滴加完成。
5.如权利要求1所述的明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，所述步骤4）中，用200目筛过滤去除凝胶。
6.如权利要求1所述的明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，所述步骤4）中，用氨水调节pH值为7～8。
7.如权利要求1所述的明胶改性苯丙乳液的合成方法，其特征在于，所述步骤4）中，保温搅拌时的搅拌速度90～120 r/min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310748700.8A CN116903805A (zh) | 2023-06-25 | 2023-06-25 | 一种明胶改性苯丙乳液的合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310748700.8A CN116903805A (zh) | 2023-06-25 | 2023-06-25 | 一种明胶改性苯丙乳液的合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116903805A true CN116903805A (zh) | 2023-10-20 |
Family
ID=88363893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310748700.8A Pending CN116903805A (zh) | 2023-06-25 | 2023-06-25 | 一种明胶改性苯丙乳液的合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116903805A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118374264A (zh) * | 2024-05-16 | 2024-07-23 | 广东雅乔新材料有限公司 | 一种耐候性胶粘剂及其制备方法 |
-
2023
- 2023-06-25 CN CN202310748700.8A patent/CN116903805A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118374264A (zh) * | 2024-05-16 | 2024-07-23 | 广东雅乔新材料有限公司 | 一种耐候性胶粘剂及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102605648B (zh) | 纺织品水性涂料印花粘合剂及制备方法 | |
| TW528765B (en) | Polymers, blends, and process for making articles | |
| Torabi et al. | Chitosan and functionalized acrylic nanoparticles as the precursor of new generation of bio-based antibacterial films | |
| CN110511388A (zh) | 一种用于水性印铁涂料的改性羟基丙烯酸乳液及其制备方法 | |
| CN116903805A (zh) | 一种明胶改性苯丙乳液的合成方法 | |
| CN112940172B (zh) | 一种水性光响应自修复皮革涂饰剂的制备方法 | |
| CN115124721B (zh) | 一种用于涂料印染粘合剂的改性明胶及其制备方法与应用 | |
| CN107794770B (zh) | 一种原位紫外光引发聚合制备调温织物的方法 | |
| CN106496426A (zh) | 一种核壳型阳离子丙烯酸树脂的制备方法 | |
| CN114164655A (zh) | 一种人棉面料的抗菌整理工艺 | |
| Shen et al. | Simple preparation of a waterborne polyurethane crosslinked hydrogel adhesive with satisfactory mechanical properties and adhesion properties | |
| CN113861356B (zh) | 一种改性木质素颗粒乳液及其制备方法和应用 | |
| CN108396589B (zh) | 一种阳离子松香胶乳化剂及其制备方法 | |
| CN108865009A (zh) | 一种聚合松香-丙烯酸酯-壳聚糖复合乳液的制备方法 | |
| CN108624183A (zh) | 碳纳米管和石墨烯改性耐光性水性丙烯酸酯类树脂涂料的制备方法 | |
| CN113150309B (zh) | 羧基纳米纤维素改性阴离子水性聚氨酯乳液的方法 | |
| Qiang et al. | Preparation and characterization of acrylic resin/protein composite crosslinked films | |
| CN108178818B (zh) | Nma改性聚醋酸乙烯酯基反向核壳结构乳液及其制备方法 | |
| Gi et al. | Designing polymeric coating with low coefficient of friction for natural rubber glove application | |
| Sun et al. | Modification of natural rubber with methyl methacrylate and diacetone acrylamide polymers by O-carboxymethyl chitosan | |
| CN109439142B (zh) | 丙烯酸酯改性纳米粉末涂料互穿网络水分散体及其制备方法和固化方法 | |
| CN114716627A (zh) | 一种用于室外无纺布的高分子uv吸收剂及其制备方法 | |
| JP3944890B2 (ja) | 剥離紙用アンダーコート剤 | |
| DE19816742A1 (de) | Verwendung wäßriger Zubereitungen aus Kaschierklebstoffe | |
| CN111378340A (zh) | 一种改性聚丙烯酸树脂的制备方法及改性聚丙烯酸树脂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |