高吸油樹脂是有玉米深加工機(jī)械加工玉米淀粉,然后對淀粉進(jìn)行沉淀,單體聚合所用 單體是決定高吸油樹脂吸油能力大小的內(nèi)在因素。高吸油樹脂是利用分子內(nèi)的親油基(酯 基〉對油品的親合力作用來吸油的,對于(甲基〉丙烯酸酯類單體來說二單體分子所帶酯 基越長,得到的 樹脂對油的親合力就越大。而目則在市場上比 較容易獲得的酯基最長的 (甲基〉丙烯酸 酯是甲基丙烯酸丁酯和丙烯酸酯,由于后者比前者毒性大,所以一般選 擇甲基丙烯酸丁酯作為單體來合成高吸油性樹脂。
引發(fā)劑經(jīng)常選用油溶性自由基引發(fā)劑,一般來說 引發(fā)劑的類型對樹脂類型影響不大 ,但是引發(fā)劑直接決定著聚合溫度的選取和聚合反應(yīng)時間的長短。反過來,引發(fā)劑也要根 據(jù)單體的聚合溫度及引發(fā)劑本身的半衰期來選擇。(甲基〉丙烯酸酯的聚合溫度一般在 801以上。交聯(lián)劑高吸油性樹脂中最常見的是化學(xué)交聯(lián)。選用的交 聯(lián)劑以含兩個不飽和鍵 以上的烷烴、芳烴或丙烯酸酯類為主。
1.合成工藝
工藝流程稱取一定量的絕干淀粉放入研缽中,按比例加 人引發(fā)劑和交聯(lián)劑,研磨至 粉碎、均勻,將混合物轉(zhuǎn)人襯有聚四氟 乙烯膜的圓底燒瓶中,再加人甲基丙烯酸丁酯, 置微波反應(yīng)器中反 應(yīng)。反應(yīng)最終產(chǎn)物用無水乙醇洗滌三次,除去未反應(yīng)的單體,置于 真 空干燥箱中一定溫度下干燥得成品。
2.工藝條件
①單體首先,玉米淀粉與單體的質(zhì)量比是影響高吸油樹脂 性能的重要因素,淀粉所 占的 比例越大,所得產(chǎn)物的成本就越低, 實(shí)用價值就越高,但淀粉的比例過大,樹脂的 吸油 性能會大幅度的 下降;其次,淀粉與單體質(zhì)量比是決定接枝率的重要因素,隨著單 體所占比例過高時 ,則產(chǎn)生的甲基丙烯酸7酯自由基過多,均 聚反應(yīng)的概率增加,同時 與接枝共聚反應(yīng)競爭 的接枝活性鏈也發(fā)生鏈終止反應(yīng),影響接枝率的增大。試驗結(jié)果表 明:當(dāng)單體與淀粉質(zhì)量比超過5時,接枝率下降,而產(chǎn)物的吸油率增加也變得很緩慢,所 以選淀粉與單體質(zhì)量比為5作為最佳值。
?、谝l(fā)劑首先,樹脂吸油率先是隨著引發(fā)劑用敢的增加而 上升,躍過一峰值后,則隨引發(fā)劑用量的增加而下降,這是因為引 發(fā)劑用量過多時,初級自由基濃度較大,聚合 反應(yīng) 速度太快,從而 使大分子鏈長變短,分子量降低;另一方面,卻使交聯(lián)反應(yīng)概率增 大, 導(dǎo)致交聯(lián)度較大,最終使生成的樹脂吸油倍率降低,而且反應(yīng) 速度過快,聚合放出 的熱 量不易散發(fā),也容易引起爆聚,使聚合失 敗,吸油率下降。當(dāng)引發(fā)劑用量為單體質(zhì) 量的60%左右時,樹脂吸油率最大,達(dá)到每克樹脂吸收甲苯13.58。
?、劢宦?lián)劑交聯(lián)劑用量對樹脂吸油率影響很大,樹脂的吸油率幾乎隨交聯(lián)劑用量的增加 呈直線下降的趨勢。因為高吸油性樹脂是一種低交聯(lián)度的聚合物,它的吸油過程是一個溶 脹過程,這種溶脹過程實(shí)際上是兩種相反趨勢的平衡過程:一方面,溶劑力圖滲人高聚物 內(nèi)部使其體積膨脹,從而引起三維分子網(wǎng)伸展;另一方面, 交聯(lián)點(diǎn)之間分子鏈的伸展使 三維分子網(wǎng)受到應(yīng)力而產(chǎn)生彈性收縮能,力圖使分子網(wǎng)收縮。當(dāng)這兩種相反的趨勢相互抵 消時,就達(dá)到了溶脹平衡。當(dāng)交聯(lián)劑用量過少時,樹脂溶于油中或吸油后發(fā)軟發(fā)黏 、強(qiáng) 度降低甚至癱成泥狀;交聯(lián)劑用量過多時,將使樹脂交聯(lián)度增加,使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)緊密 ,從 而抑制了三維分子網(wǎng)的伸展,加強(qiáng)了彈 性收縮力,降低了樹脂的溶脹能力,最終導(dǎo)致樹 脂吸油率下降。試驗結(jié)果表明:當(dāng)交聯(lián)劑用量為單體質(zhì)量的2.0為宜。
?、芪⒉ǚ磻?yīng)條件試驗結(jié)果表明,微波功率400撕反應(yīng)6111丨11 時所得樹脂的吸油率最 高。
⑤攪拌速度攪拌在該反應(yīng)中起著非常重要的作用,可以使反應(yīng)物充分接觸,提高接枝 率 和樹脂產(chǎn)率;同時,攪拌提供的剪切 作用力對合成樹脂的微觀結(jié)構(gòu)也有一定的影響。 當(dāng) 攪拌速度過小 時,反應(yīng)物不能完全混勻’影響接枝率和樹脂產(chǎn)率;當(dāng)攪拌速度過 大 時, 產(chǎn)生的強(qiáng)剪切力可能破壞樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致吸油量下降。 因此必需根據(jù)情況選擇適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣?,控制產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形態(tài),進(jìn)而保證其良好的吸油效果。試驗結(jié)果表明攪拌 速度超過4501/11時, 吸油率呈下降趨勢。
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