聚丙烯酸酯的合成技术及应用范围的立项申请

第一节  聚丙烯酸酯的简介

以丙烯酸酯类为单体的均聚物或共聚物。R、R'为取代基，取代基不同，聚合物性质也不同 [1]  。丙烯酸酯在光、热及引发剂作用下非常容易聚合。（立项申请）

第二节 聚丙烯酸酯的合成技术

丙烯酸酯类共聚乳液的合成反应一般可表示为:

丙烯酸酯乳液合成装置主要由反应器(水浴加热)、搅拌器、加热装置、回流装置、滴加装置和温控器等组成。一般来说, 反应过程是先将单体、引发剂、乳化剂等混在一起进行预乳化, 然后把预乳化混合液分成2份, 较少一份直接加入反应器中, 待温度达到75 ～ 78 ℃, 并出现蓝色荧光后, 逐渐滴加另一份混合物。滴完后保温, 调pH值, 出料。具体的合成方法及工艺主要有以下3种。

1.半连续法

先将所有的水、乳化剂、引发剂、助剂等全部投入反应器中, 搅拌、升温;将所有单体混合后置于滴定装置中, 当反应器中温度升高到聚合温度75 ～ 78 ℃, 并出现蓝色荧光时, 向反应器中均匀的滴加混合单体;通常在所有单体滴加完毕后, 把温度升高至85 ～ 90 ℃, 并保温1 h左右, 此时的单体转化率>98%, 降温至40 ～ 50 ℃左右, 加入氨水调节pH值至8 ～ 9, 即可出料。

2.种子聚合法

先将所有水、乳化剂、助剂和少量单体投入反应器中作为初始加料, 搅拌, 升温至聚合温度75～ 78 ℃;加入少量引发剂引发聚合反应, 待反应基本完成后, 再分别均匀滴加单体和引发剂;滴完后, 升温至85 ～ 90 ℃, 保温反应至转化率>98%,降温至40 ～ 50 ℃左右, 调节pH值至8 ～ 9, 即可出料。

3.预乳化法

将水总用量的4 /5、乳化剂、引发剂、助剂和全部单体投入容器中, 在室温下快速搅拌乳化30 min;然后将1/3的预乳化液和1 /5的水投入反应器中搅拌;升温至聚合温度, 反应0.5 ～ 1 h后滴加余下的预乳化液, 在3 h内滴完;保温反应至转化率>98%, 降温, 调节pH值, 即可出料。

上述方法中, 方法一工艺简单, 但反应不易控制, 后期聚合反应速率较低, 聚合反应稳定性和聚合物乳液的存放稳定性均较差, 所以这种工艺采用较少。方法二和方法三工艺稍复杂, 但这两种方法的聚合稳定性和聚合物乳液的储存稳定性都很好, 所以根据对聚合物乳液性能的要求, 可以选择这2 种聚合工艺。当然, 在乳液聚合的实际操作中还可以使用一些其他聚合工艺, 但基本上都是从这3种聚合工艺改进而来。

第三节 聚丙烯酸酯的应用范围

聚丙烯酸酯易溶于丙酮、乙酸乙酯、苯及二氯乙烷，而不溶于水。由于其高分子链的柔顺性，它们的玻璃化温度（Tg）较低，并随酯基的碳原子数及其支化情况而异，当碳原子数为8时最低。在相同碳原子数的酯基中，支化者玻璃化温度较高。

玻璃化温度

聚丙烯酸酯能形成光泽好而耐水的膜，粘合牢固，不易剥落，在室温下柔韧而有弹性，耐候性好，但抗拉强度不高。可做高级装饰涂料。

聚丙烯酸酯有粘合性，可用作压敏性胶粘剂和热敏性胶粘剂。由于它的耐老化性能好，粘结污染小，使用方便，其产量增加较快。在纺织工业方面，聚丙烯酸酯可用于浆纱、印花和后整理，用它整理过的纺织品，挺括美观，手感好；它还可用作无纺布和植绒、植毛产品的粘合剂。聚丙烯酸酯可用于鞣制皮革，可增加皮革的光泽、防水性和弹性。

第四节  聚丙烯酸酯的类型

最简单的丙烯酸酯是丙烯酸甲酯，可由丙烯酸与甲醇酯化，或由氰乙醇与甲醇在浓硫酸作用下反应而得。它是具有异臭的液体，其沸点为80℃，密度为0.950克/厘米3（25℃）。聚丙烯酸甲酯PMA在室温下是完全没有粘性的物质，强韧，略具弹性，硬度中等，能形成可挠性膜，其断裂伸长约为750%。

聚丙烯酸乙酯较聚丙烯酸甲酯柔软，伸长率为1800%。聚丙烯酸丁酯就更柔软，伸长率为2000%，并且在室温下具有很大的粘合性。酯基有8个碳原子的聚丙烯酸－2－乙基己酯的粘合性又大很多。所以，用聚丙烯酸酯作胶粘剂时，多通过这些酯的共聚合来综合调节其弹性、粘合性和可挠性等。

丙烯酸酯与丙烯酸的失水甘油酯、羟烷基酯或丙烯酸等反应性单体的共聚物，经加热固化后可得到表面硬度高、耐污染性和光泽良好的涂膜。

丙烯酸甲酯与季戊四醇、三羟甲基丙烷等反应，可得到多官能性交联剂，可用于光敏涂料、光敏油墨和感光树脂印刷版等方面。

α－氰代丙烯酸酯的-CN基的极性强，渗透性能又好，聚合后的粘合强度很高，是金属、玻璃、皮革、木材等的良好胶粘剂。α-氰代丙烯酸酯胶粘剂是以单体状态保存的胶粘剂，滴至粘合部位后很快就能聚合而粘合，称为瞬间胶粘剂。

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