可聚合非离子型表面活性剂的合成及其性能.pdf

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1、第27卷第4期应用化学V0l_27No．42010年4月CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRYApr．2010可聚合非离子型表面活性剂的合成及其性能胡应模(中国地质大学材料科学与工程学院北京100083)摘要由甲苯二异氰酸酯、丙烯醇和不同分子量的聚乙烯醇合成了3种可聚合非离子表面活性剂(II—PEG400、Ⅱ．PEG1000和Ⅱ．PEG2000)，用FT—IR对分子结构进行了表征。结果表明，随聚乙烯醇分子量的增加，非离子表面活性剂的电导率显著增加、表面张力由36．28mN／m降低至31．30mN／m、浊点由39．6℃增加至58．9o

2、C，对丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)的乳化能力均优于常用乳化剂OP-10，以AIBN作引发剂在70℃下既能均聚又可与丙烯酸酯进行共聚反应。关键词可聚合非离子表面活性剂，电导率，表面张力，乳化能力中图分类号：0647．2文献标识码：A文章编号：1000-0518(2010)04-0409-04DOI：10．3724／SP．J．1095．2010．90303可聚合乳化剂在乳液聚合中可键合到乳胶粒上，成为聚合物的一部分，既可克服传统表面活性剂在聚合物中残留所造成的不良影响，又可改善胶乳的稳定性¨J，提高聚合物的耐水、光、电和

3、热等性能，在涂料、纺织印染、石油开采等诸多行业得到极为广泛的应用。非离子表面活性剂有较好的空间位阻稳定性和较广的pH值使用范围_8。。，制得的胶乳有较好的耐寒、耐电解质和耐剪切性。前文¨报道了兼有非离子、阴离子性能的马来酸酐型可聚合表面活性剂，具有较好的乳化能力，但由于立体位阻的影响难以均聚或共聚形成聚合物。本文以丙烯醇、甲苯二异氰酸酯和不同分子量的聚乙二醇为主要原料合成了多种非离子型可聚合聚表面活性剂，并对其表面张力、乳化性能及其聚合性能进行了探讨。1实验部分1．1试剂和仪器聚乙二醇(PEG)：分析醇，分子量为400、1000和2000；2，4一甲苯二异氰

4、酸酯(TDI)和二月桂酸二丁基锡，化学纯；丙烯醇(AL)、丙酮、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)等均为分析纯试剂。AVATAR一360型红外光谱仪(美国Nicolet公司)，光谱纯KBr粉末压片；Orion145A+型电导率仪(美国ORION公司)；NDJ．1型旋转式黏度计；JYW-200A型自动表面张力仪，吊环法，测定温度20℃。1．2合成方法按凡(TDI)：(AL)=1：1的比例，将0．2molTDI及0．2mL二月桂酸二丁基锡与15mL丙酮加入带有搅拌器和温度计的四口烧瓶中，并通N气保护，在室温搅拌状态下滴加0．2

5、mol丙烯醇的10mL丙酮溶液，滴加完后升温至70℃反应1h，得产物I；将产物I在1h内滴加至70℃装有回流冷凝管的等摩尔聚乙二醇(PEG)丙酮溶液中，反应1h后冷却至室温即得可聚合非离子型表面活性剂(Ⅱ)，依据聚乙二醇分子量的不同分别记为11．PEG400、II-PEG1000和I1-PEG2000(Scheme1)。CH3CH3№。。一z-CH-CH：OH一2009-04-21收稿，2009-07-29修回通讯联系人：胡应模，男，博士，教授；E—mail：huyingmo@cusb．edu．cn；研究方向：水溶性高分子合成410应用化学第27卷0Il—c

6、—)-一CH2CH2-3-z~OHNH—C一0一CH2一CH—CH2(Ⅱ)Scheme1SynthesisofpolymerizablenonionicsurfactantII1．3浊点和乳化性能的测定参照文献[13]方法，配制15mL质量浓度为1％的非离子表面活性剂水溶液，在不断搅拌下，以0．5oC／min的升温速度在水浴中慢慢加热，观察液体开始变浑浊时的温度，取出试管，冷却，再观察混浊液变澄清时的温度，重复3遍取其平均值作为该表面活性剂的浊点。将5mL待测单体加入至5mL质量分数为2％的表面活性剂溶液中搅拌5min，移人10mL量筒静置12h，以上层析出

7、的水量(mE)衡量其乳化稳定性。2结果与讨论2．1可聚合非离子型表面活性剂(Ⅱ)的红外光谱3种产物的红外光谱图基本相同，图l为II．PEG1000的红外光谱图。从图中可以看出，3317cm处为～NH和一OH伸缩振动，2867cm处出现饱和C—H伸缩振动峰，1728cm-1处为羰基(Cm~-O)的伸缩振动峰，1600cm处为c===c的吸收峰，1536cm-1处为N—H变形振动，1108cm处为c—O吸收峰，998cm处出现端双键上CH的振动吸收峰。此外没有出现一NCO的特征吸收峰(2275m)，说明TDI的一NcO基已全部反应。／cm‘c(I1-PEG)／(

8、tool·L)图1lI．PEG1000的红外光谱图图