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本论文以丙烯腈和甲基丙烯腈为主要单体,采用常压悬浮聚合法,制备了膨胀倍率达20~30倍的可膨胀小球,通过扫描电子显微镜,热重分析,交联密度测定等手段,研究了交联剂,分散剂,第三单体等对小球制备的影响,确定了各自的最佳种类及用量,具体工作如下:
1.系统研究了五种交联剂(二丙二醇二丙烯酸酯,二缩丙二醇二丙烯酸酯,新戊二醇二丙烯酸酯,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,二乙烯基苯,对应简称DPGDA,TPGDA,NPGDA,TMPTA,DVB)种类和用量对制备的可膨胀小球形态和性能的影响,以DPGDA,TPGDA,NPGDA,TMPTA,DVB为交联剂,发现采用交联剂DPGDA所制备的可膨胀小球具有最光滑和球形的表面形貌,最佳用量为0.3g(1.7%)。使用DPGDA,TPGDA和NPGDA为交联剂的所制得的微胶囊粒径较小,发泡倍率也较高,而使用DVB,TMPTA为交联剂所制得的微胶囊粒径却较大,不利于发泡。采用DPGDA,TPGDA,NPGDA为交联剂时,可膨胀小球发泡剂的含量随交联剂的增大而增大后减少;采用DVB,TMPTA为交联剂所制得的可膨胀小球发泡剂的含量都较低,而且随着交联剂含量的增大而减少。可膨胀小球的交联度均随着交联剂的含量增大而增大。采用DVB的交联度最大,DPGDA次之,而TPGDA,NPGDA,TMPTA交联度相似。综合考虑可膨胀小球的形貌,粒径,发泡剂含量,交联度,采用DPGDA作为交联剂的小球既具有完好的球形形貌,又有较小的粒径,较高的发泡剂含量和较高的交联度,是最适宜的交联剂种类。
2.研究了聚合单体种类和用量对制备可膨胀小球的影响,发现在第三单体对可膨胀小球耐热性的改善作用中,TDM,HEMA,MAA,AA,MMA效果较好;在第三单体对可膨胀小球膨胀性能的改善作用中,MAA,AA,MMA均具有较大的膨胀倍率;要保持可膨胀小球膨胀后球体形状,宜采用AA,MAA,HEMA,MMA为第三聚合单体;在第三单体对可膨胀小球的储存性能的改善作用中,以MAA,MMA,AA为第三聚合单体所制备的可膨胀小球具有较好的气密性,MAA,MMA,AA为最适宜的第三聚合单体。
3.研究了悬浮聚合分散剂对制备可膨胀小球的影响,以EHS,SDS所制得的可膨胀小球颗粒均匀,且表面光滑,是较适宜的表面活性剂。可膨胀小球的粒径随着表面活性剂用量的增大而减少。相对的,PVA体系所制得的可膨胀小球粒径较大,而SDS体系较小。
本课题是与福建省东协橡塑实业有限公司合作的产学研项目。