文档介绍：第五章丙烯酸树脂
丙烯酸酯或甲基丙烯酸单体通过加聚反应生成的聚合物称为丙烯酸树脂。为了调整树脂的性能和降低成本的需要。涂料工业的丙烯酸树脂通常是丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其他乙烯单体的共聚树脂。
丙烯酸树脂的共用特点:
①具有极好的耐紫外线性,户外曝晒耐久性强。
②色浅,极好的透明度。
③保光、保色、耐热,最高耐热温度可达230℃。
④具有较好的耐酸、碱、盐、油脂、洗涤剂腐蚀及抗污染性能。
因此在汽车、家电、金属家具、仪器仪表、设备防腐、建筑、木制品、纺织品、造纸、塑料制品,工业方面有着广泛的应用。
第五章丙烯酸树脂
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第一节游离基聚合反应
一、游离基
在外界影响下(如光、热等),有机化合物中的共价键分裂成含有不成对价电子的原子团(例如·CH3)称为游离基。其活性非常大,不能稳定存在,容易自行结成稳定的分子或与其他物质反应生成新的游离基。
二、游离基聚合反应
通式为 CH2=CHX的乙烯类单体(包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯)与游离基反应时,游离基加成到双键上形成新的游离基与碳链。这个反应的开始、延续及结束就是游离基聚合反应的过程,具体的分为三个阶段。
1、链引发阶段
①通过光、热、氧化还原等方法从引发剂产生游离基
(C6H5COO)2 →2C6H5COO · →2C6H5 · + 2CO2
②游离基与乙烯类化合物加成,生成新的游离基
R˙+ CH2=CHX → RCH2—C˙HX 其中R˙为游离基
第五章丙烯酸树脂
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2、链增长阶段
RCH2 ­C˙HX + CH2=CHX→ RCH2—CHX—CH2—C˙HX
如此继续下去,使聚合物的链连续增长。
R(CH2—CHX)n˙+ CH2=CHX → R(CH2—CHX)n+1—C˙HX
3、链终止阶段
当游离基消失,链不再增长时聚合反应停止,称为链终止阶段。
有两种形式:
A:当两个增长的游离基互相结合时,链增长终止。
R(CH2—CHX)n˙+ R(CH2—CHX)m˙→ R(CH2—CHX) n+m R
B:歧化终止:两个正增长着的游离基之间,通过转移一个氢原子而消除其游离的价电子,使其中一个变成不饱和大分子而另一个变成饱和大分子,链增长终止。
2R(CH2—CHX)n—CH2—CHX·→
R(CH2—CHX)n—CH=CHX + R(CH2—CHX)n—CH2—CH2X
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4、影响大分子结构的还有链转移反应
正在增长的链与其他化合物反应夺得一个电子,将自己的游离基转移过去,从而把链增长的活性转移给了另一个分子。例如:
R(CH2—CHX)n—CH2—CHX˙+ CH2=CHX→
R(CH2—CHX)n—CH=CHX + CH3—CHX˙
丙烯酸树脂的合成就是游离基聚合反应的一个应用实例。
第二节单体及其性能
常用单体有丙烯酸酯,甲基丙烯酸酯,丙烯酸,甲基丙烯酸,顺丁烯二酸酐,丙烯腈,甲基丙烯酰胺,苯乙烯等。
第五章丙烯酸树脂
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性质之
单体
其中甲基丙烯酸酯的物理常数见下表。
甲酯
乙酯
丁酯
β羟乙酯
缩水甘油酯
分子量
沸点
101
117
163
95
75
比重
溶于水(25 ℃
份/100份
不溶
不溶
不溶
不溶
外观
无色透明液体
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二、阻聚及贮运
丙烯酸酯单体在光、热影响下极易产生自身聚合反应,所以在这些单体中一般要加阻聚剂,常用的阻聚剂有:对苯二酚,对甲氧基苯酚,对乙氧基苯酚等。
生产中,单体在聚合反应时,其中的阻聚剂必须除去。否则会影响聚合反应正常进行。
去除阻聚剂的方法有:
(1) 蒸馏法:--阻聚剂沸点较高。
(2)洗涤法:--用碱水洗涤。因为酚类化合物极易与碱反应。
不含阻聚剂单体的贮运在温度不高于5℃及避光的条件下进行,但贮存时间也不能过长;加入阻聚剂后,可在不高于20 ℃的条件下贮存较长时间。
三、单体检验方法。
丙烯酸酯单体的质量直接影响其聚合体的质量,所以在聚合生产前必须严格控制其质量。主要检验项目有:外观,纯度,比重,蒸馏范围,酸值以及是否含有阻聚剂和聚合体等。
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1、用皂化法测定纯度
CH2=CH-COOHCH3+NaOH→
CH2=CH-COONa+CH3OH NaOH+HCl→NaCl+H2O
50ml容量瓶称定重量后,,称得重量后,以乙醇稀释到50ml,吸出20ml加入到原已吸有25ml 0。5N氢氧化钠溶液的250ml三角烧瓶中,同时做一空白试验,加热回流管,合并洗液