影响VAE乳液黏度有哪些因素

VAE乳液黏度是一个重要的质量指标,它对整个反应过程中的传质、传热、流体流动、乳液稳定性、乳液输送的影响都是很大的。在应用方面,乳液的黏度必须适合自动化生产线的要求,因为对用户来说,如果同一品牌产品的黏度变化太大,则会增加用户施工难度。

对不同的用户,产品的作用和施工方法不同,又需各种黏度的产品,所以影响VAE乳液黏度的因素是VAE生产和产品开发的一个重要研究课题。影响VAE乳液黏度的因素很多,如乳液的固含量、乳液的粒径及粒度分布、保护胶体、初始引发剂加入量、溶剂、增塑剂等。

一、固含量对黏度的影响

从比较学术的角度来讲,固含量越高,黏度越大,这是因为固含量越高,相同质量份的乳液中胶粒增多,水相减少,体系粒子总表面积增加,增强了粒子间的相互作用和运动阻力,所以黏度越大。

二、保护胶体对黏度的影响

乳液聚合中,为了提高乳化剂的稳定性并调节黏度,多数情况下,都使用保护胶体作为乳化稳定剂,如PVA、羟基烷基纤维素、羧基纤维素、聚氧乙烯醚等。一般来说,部分醇解的PVA比完全醇解的PVA保护性能要好,PVA醇解度越低,制得乳液粒径越小,黏度越高,在醋酸乙烯2乙烯共聚乳液中,使用最多的是醇解度为85%～97%的PVA。

部分醇解的PVA的乳化稳定性也与乙酰基在聚合物链上的分布状态有关,乙酰基分布嵌段化程度越高,表面活性越大,其乳化稳定性越好,生产的乳液粒径小,乳液的黏度大。所以PVA分子的组成及链节设计,如分子质量、乙酰基的平均序列长度、分子内嵌段度等,都会强烈影响其作为稳定剂的性质,尤其是嵌段度的不同可能导致体系聚合速率、乳胶粒数目等不同,从而影响乳液的黏度。

PVA聚合度越高,聚合前聚乙烯醇水溶液黏度高,VAE的黏度越高;PVA醇解度越高,VAE的黏度越低。PVA保护胶体的能力随着聚合度的增加而提高,低聚合度PVA形成的乳胶粒较粗,黏度低。随着聚合度的增加,保护分散能力增强,乳胶粒变小,粒径分布窄,所以乳液黏度高。另外聚合度越高,残存醋酸根的分布越嵌段化,它与醋酸乙烯单体粒子的相互作用越强,混合单体体系的稳定性也越大,乳液黏度随之增高。

三、初始引发剂对黏度的影响

乳液聚合中,引发剂在水相中生成初级自由基,而后进入胶束引发单体聚合反应。引发剂主要影响聚合速率,引发剂用量多,聚合反应快,反应不易控制。聚合条件和引发剂品种决定后,引发剂的用量可以用来调节聚合物的分子质量,引发剂用量多,聚合物分子质量小,乳液黏度增大,反之亦然,其中以初始引发剂(ICAT)加料量影响最大。

四、结论

由上述各角度对于VAE乳液黏度的综合分析可以得出以下结论：

1、保护胶体PVA的聚合度越高,乳液黏度越大,反之亦然。

2、乳液的固含量越高,黏度越大。

3、初始引发剂和引发剂总量加入越多,乳液黏度越高。

4、PVA作保护胶体时乳液的黏度比纤维素、表面活性剂作保护胶体时乳液的黏度高

5、聚合度相同,醇解度越高,乳液黏度越低。

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VAE发展方向是高固含，低TG

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