核壳型醋丙乳液高速卷烟接嘴胶的制备.docx

核壳型醋丙乳液高速卷烟接嘴胶的制备以醋酸乙烯酯为硬单体，丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯为软单体，丙烯酸为交联单体，聚乙烯醇为保护胶体，脂肪醇聚氧乙烯醚和十二烷基硫酸钠为乳化剂，过硫酸钾为引发剂，合成了硬核软壳型醋丙乳液胶黏剂设计了核壳胶粒构造，研究了软硬单体、保护胶体、复配乳化剂对胶黏剂初粘性、粘度、胶粒大小及分布的影响结果表明：硬核软壳型醋丙乳液胶黏剂初粘性佳，粘度小，胶粒粒径分布窄，能知足打孔水松纸高速卷烟接嘴胶的要求关键词：醋丙乳液；核壳乳胶粒；乳液合成；接嘴胶卷烟接嘴胶是涂于接装纸上，用于过滤棒与烟条末端连接的胶黏剂聚醋酸乙烯酯胶黏剂因成本低、制作工艺简单、粘结性能好在卷烟接嘴胶中占有很大份额随着卷烟科技的发展，目前卷烟的速度已到达支，这对接嘴胶初粘性、粘度等提出了更高的要求广泛使用激光打孔的水松纸作为接装纸，则要求胶粒的大小适宜、分布均一利用丙烯酸酯类软单体对醋酸乙烯酯进行共聚改性，可降低聚合物玻璃化温度，提高乳液初粘性，同时避免使用非环保型增塑剂但改性软单体用量太多，会导致聚合物内聚力降低，持粘性缺乏，因而初粘性改善程度有限核壳乳液可使聚合物的核与壳具有不同的玻璃化温度：高玻璃化温度的核赋予聚合物优良的粘结强度和抗蠕变性能，低玻璃化温度的壳赋予聚合物优异的初粘性因而，丙烯酸酯类软单体改性的醋酸乙烯酯核壳乳液，既能提高初粘性，持粘性也不受影响，可知足高速卷烟接嘴胶的要求本文用丙烯酸丁酯与丙烯酸异辛酯对聚醋酸乙烯酯改性，合成核壳型醋丙乳液胶黏剂研究了乳液初粘性、粘度、粒径大小及分布等的影响因素所制备的核壳型醋丙乳液用作接嘴胶，经卷烟机试用，烟支接装密封度高，粘接效果好，且知足环保要求实验部分实验原料醋酸乙烯酯，丙烯酸正丁酯，丙烯酸异辛酯，工业级，广州博工贸易有限公司；丙烯酸，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；聚乙烯醇，工业级，上海凯杜实业发展有限公司；脂肪醇聚氧乙烯醚，工业级，江苏海安石油化工厂；十二烷基硫酸钠，分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；过硫酸钾，分析纯，成都市科龙化工试剂厂聚合工艺预备工作将与按设计比例溶于蒸馏水，得到复配乳化剂将溶于蒸馏水，得到引发剂在烧瓶中参加蒸馏水和部分复合乳化剂，搅拌下依次参加和，分散得到核预乳化液；在单体中增加，用上述方法制得壳预乳化液合成乳液在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和滴液漏斗的四口烧瓶中，搅拌下参加蒸馏水和，升温至，保温降至，参加剩余的复合乳化剂和种子单体，和，乳化后参加部分复合引发剂，保温在内均匀滴加核预乳化液，加完后保温；在内滴加壳预乳化液在乳化液的滴加经过中同时滴加剩余的复合引发剂加完后保温升温至，保温抽真空降温到下面，过滤出料性能测试与表征采用旋转粘度计，转子于下测定乳液粘度；型最低成膜温度测定仪测定乳液最低成膜温度；根据标准中的方法选择倾斜角为°测定乳液初粘性；测试胶粒粒径与分布；型热分析仪表征乳胶粒构造结果与讨论胶粒构造设计设计乳液胶粒的核由种子核和外核两部分组成种子核和外核原料包括一样配比的主单体与软单体，在种子核中另加丙烯酸交联单体；壳原料包括主单体、软单体和根据胶黏剂的使用环境，设计醋丙聚合物的玻璃化温度；为了平衡初粘性和持粘性，设计核的玻璃化温度，壳的玻璃化温度软硬单体配比的影响仅以为改性软单体，保持单体总量及其它组分不变，改变与的质量配比，合成的乳液性能如表所示。从表可知，随着软单体用量的增大，聚合物的玻璃化温度下降，乳液的最低成膜温度随之降低，因而初粘性增大但是容易与发生侧枝状聚合，且具有较长的支链，支链之间相互缠绕，构成较大的空间立体构造，压缩水占有的空间，因此乳液粘度随用量的增大而增大另一方面，胶黏剂聚合物中软单体用量增加，硬单体的用量必然减少而硬单体在胶黏剂中主要起内聚作用，硬单体减少会造成聚合物内聚力降低内聚力是聚合物分子间互相作用力的表现，因而内聚力越大，胶黏剂的粘结强度就越大，即持粘性越好可见软单体量的增加会降低胶黏剂持粘性在一样软单体用量下，用更软的均聚物替代均聚物，可进一步降低聚合物的玻璃化温度，提高初粘性若保持玻璃化温度及初粘性不变，用更软的替代，则软单体的用量会减少为此，在聚合物壳中，采用替代部分，进一步提高其初粘性固定软单体与的质量比为，以与为改性软单体，保持单体总量及其它组分不变，改变壳层与的比例，所得乳液性能如表所示由表能够看出，用部分替代壳层，壳层的玻璃化温度降低，乳液初粘性进一步提高，粘度减小由于分子构造较大，并且比具有更长的烃基和更低的玻璃化温度，分子链柔顺，有利于链段的运动与扩散，乳液粘度降低，促进了胶黏剂大分子与被黏物分子互相靠近，乳液初粘性增加高速卷烟机对接嘴胶的粘度要求一般为·左右，在壳层中采用和两种软单体，并保持左右的比例是适宜的保护胶体的影响聚乙烯醇能够在聚合物的外表构成保护层，进而提高乳液的稳定性，但其用量会影响乳液的粘度及初粘性，固定其它条件不变，改变乳液中聚乙烯醇的用量，乳液粘度及初粘性如图所示。如图所示，乳液粘度及初粘性均随着用量的增加而增加分子中的容易发生接枝反响，导致乳液粘度较大同时，中含有大量的羟基，在胶黏剂与被粘物接触时，羟基能与被粘物基材外表的分子产生氢键，进而增大胶黏剂的初粘性当聚乙烯醇的用量为单体总量的时，乳液的综合性能最佳复配乳化剂的影响复配乳化剂配比的影响乳液聚合经过中阴离子型乳化剂与非离子型乳化剂复配可提高乳化效果阴离子型乳化剂主要以双电子层构造分散、稳定乳液；而非离子型乳化剂具有空间位阻作用，还能够提高乳液的冻融稳定性在聚合经过中，保持，与质量比为和乳化剂总质量占单体总质量的比例为不变，仅改变两种乳化剂的质量配比，分别制成核预乳化液和壳预乳化液后连续滴加，所得乳液的粘度如表所示由表可知，随着与质量比的增加，乳液粘度先减小后增大，在比值等于时粘度最小；抗冻融稳定性则越来越好在质量比小于，即用量少于用量时，乳液粘度随着用量的增加及用量的减少而减小这可能是由于一样质量的乳化剂下能产生更多的乳胶粒，其量的减少会使乳胶粒的数量减少，进而减小乳胶粒总的外表积，减弱对水化层的压缩，乳液粘度减小在质量比大于，即用量多于用量时，乳液粘度随着用量的增加及用量的减少而增大这可能是由于是非离子型乳化剂，遇水时和水分子发生缔合构成水化乳化剂分子，其量太多会导致水化乳化剂量多，自由水减少，乳液粘度增大，并且非离子型乳化剂的抗冻融稳定性优于阴离子型，当与的质量比为时，乳液的综合性能最佳复配乳化剂用量的影响乳化剂能够构成胶束，保证聚合物在水中的稳定存在在与的质量比为下，将复配乳化剂总质量用量从占单体总质量的逐步增加到，来研究其对乳液初粘性、粘度及胶粒粒径等的影响实验结果如图，图所示。随着复配乳化剂用量的增加，水中胶束增加，单体反响中心增加，聚合分子链变短，粘弹性降低，乳液初粘性减小当乳化剂的量小于时，一方面胶束较少，所以胶粒粒径较大；另一方面可能缺乏以覆盖住粒子的全部外表，粒子之间的碰撞几率大，部分小胶粒凝聚为大胶粒，所以粒径分布比拟宽，乳液流动性差，粘度大当乳化剂的量大于小于时，不仅构成的胶束增加，并且在胶粒外表上的覆盖率增加，足以避免胶粒之间的碰撞，故粒径减小，分布均匀，乳液的稳定性高，粘度降低但当乳化剂的用量大于时，粒径出现双峰，且粘度较大这可能是由于，乳化剂总量的增加导致在反响开场时参加的量增加，乳化剂在乳液局部过浓并在局部产生胶束，导致新乳胶粒的生成，致使乳胶粒出现双峰胶粒数量的增加，导致胶粒总的外表积增大，压缩水化层，乳液粘度增大当乳化剂用量为时，粒径为且分布均匀，粘度适宜，符合高速卷烟机对胶黏剂的要求乳液胶粒核壳构造表征胶粒的构造形态通常用透射电镜表征由于本研究的核和壳均为丙烯酸酯类单体改性聚醋酸乙烯酯，分子构造类似，染色后核与壳的色差不明显，图上难以区分为此，采用热分析测量聚合物的玻璃化转变温度由图能够看出，聚合物存在两个相差明显的玻璃化温度，和，前者对应于壳，后者对应于核，证实胶粒具有明显的核壳构造玻璃化温度比设计的醋丙聚合物稍高，是由于聚合物中含有聚乙烯醇保护胶，并且聚乙烯醇在反响开场时参加，可能会存在一部分聚乙烯醇与丙烯酸发生酯化反响，导致核的比设计值高采用核壳乳液聚合法，合成了丙烯酸丁酯和丙烯酸异辛酯改性的聚醋酸乙烯酯乳液胶黏剂，乳胶粒具有硬核软壳的核壳构造既保证了胶黏剂的持粘性，又明显降低了成膜温度，提高了初粘性在壳层中引入丙烯酸异辛酯替代部分丙烯酸丁酯，可进一步提高胶黏剂的初粘性，并能降低乳液粘度阴离子型乳化剂和非离子型乳化剂复配能有效提高乳化效果，降低乳液粘度当，与总的质量比为，壳层中与的质量比为，保护胶用量占单体总量的，复配乳化剂的质量比为，用量为单体总量的时，胶黏剂初粘性佳，粘度约为·，胶粒平均粒径为且分布窄，能知足打孔水松纸高速卷烟接嘴胶的要求