SMA的阳离子化改性及阳离子水性颜料分散体系的制备

摘要

为了获得一种稳定的阳离子性超细颜料分散体系，通过对苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)的阳离子化改性，合成了水溶性和不溶性的两种阳离子性聚合物(SMG)。并分别采用水溶性SMG和不溶性SMG制备了直接分散颜料体系和微胶囊颜料分散体系。通过动态激光散射技术(DLS)测试粒径的变化情况，比较了两种分散体系的稳定性，结果表明利用SMG制备的微胶囊颜料分散体系更稳定。 在对SMA改性过程中，首先合成了阳离子改性剂缩水甘油基三乙基氯化钱(GTA)，之后研究了GTA对SMA的改性。在合成GTA的过程中，研究了不同溶剂对转化率和环氧值的影响，发现极性溶剂可以提高环氧氯丙烷的转化率，加快反应速度，同时也会降低产物的环氧值。不过与非质子型极性溶剂相比，质子型溶剂更易破坏环氧基，降低环氧值。实验表明：以甲醇或乙醇为溶剂，得到的GTA环氧值较低；以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂得到的GTA环氧值较高。通过对SMA改性工艺的研究，发现采用低环氧值改性剂，可以获得水溶性SMG，而高环氧值改性剂，容易得到不溶性凝胶状SMG。高环氧值GTA起到了交联剂的作用。 为了考察水溶性SMG对颜料的分散性能，比较了SMG与SDS(十二烷基硫酸钠)对颜料的分散稳定性，并考察了粉碎方法(砂磨法和超声法)对分散性能的影响，结果表明SMG具有较好的分散性，砂磨法更有利于高分子分散剂对颜料的分散。 为了获得更为稳定的阳离子颜料分散体系，采用高环氧值的GTA作交联改性剂，对己包覆SMA的颜料进行交联改性，研究了改性剂GTA的用量、反应温度、反应时间对Zeta电位的影响，结果表明当改性剂GTA与颜料的质量比为3：1时，温度80℃，反应时间3～4h，可以获得的阳离子性微胶囊颜料，分散于水中可获得高于+30mV的Zeta电位(pH=7.0)。通过比较改性前后的透射电镜图(TEM)、粒径分布图和分散稳定性，表明交联改性没有破坏微胶囊结构，粒径分布更为集中，分散稳定性大大提高。 通过比较颜料的直接分散体系和微胶囊分散体系，表明颜料微胶囊分散体系具有更高的稳定性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1水性颜料分散的研究进展

1.1.1分散稳定性理论

1.1.2颜料的直接分散

1.1.3颜料的包覆改性分散

1.2阳离子分散剂的研究状况

1.2.1阳离子分散剂的特点

1.2.2高分子分散剂的特点

1.2.3高分子阳离子分散剂的合成

1.3本课题研究基础

1.4本课题的目的和意义

第二章实验部分

2.1实验药品与材料

2.2实验仪器和设备

2.3阳离子改性剂的合成

2.3.1反应方程式

2.3.2合成方法

2.3.3测定方法

2.4 SMA的阳离子化改性

2.4.1反应方程式

2.4.2改性方法

2.4.3表征方法

2.5阳离子水性颜料分散体系的制备

2.5.1直接分散法

2.5.2微胶囊法

2.5.3测试方法

第三章结果与讨论

3.1阳离子改性剂的合成

3.1.1溶剂对反应速度的影响

3.1.2溶剂对环氧值的影响

3.1.3温度对反应的影响

3.1.4反应时间对环氧值的影响

3.2 SMA的阳离子化改性

3.2.1红外光谱

3.2.2溶解性

3.2.3表面张力

3.2.4改性工艺的选择

3.2.5反应机理探讨

3.3直接分散法制备阳离子水性颜料分散体系

3.3.1分散剂对分散体系的影响

3.3.2粉碎方法对分散体系的影响

3.4微胶囊法制备阳离子水性颜料分散体系

3.4.1改性剂用量对Zeta电位的影响

3.4.2反应温度对Zeta电位的影响

3.4.3反应时间对Zeta电位的影响

3.4.4 TEM图

3.4.5粒径分布

3.4.6微胶囊分散体系的稳定性

第四章结论

致谢

参考文献

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