填充型化学-物理复合交联高吸油树脂的合成与吸放油性能

摘要

在高吸油树脂中引入聚丁二烯(PB)柔性大分子链,能形成一种高交联度、低交联密度的松散三维分子结构,但PB也会参与多余的化学交联.使用与PB有类似结构但没有双键的乙丙共聚物(EPC)和分子量较低的石蜡,分别研究没有引入化学交联的填充材料以及分子量较低的填充材料对物理交联形成的影响.采用悬浮聚合合成了石蜡或EPC填充型的高吸油树脂,研究了交联剂用量、引发剂、单体配比等因素对树脂吸油率和凝胶分率的影响.使用填充剂不同,最佳的配方和工艺也不同:对于石蜡填充,苯乙烯(St)与甲基丙烯酸十二酯(DMA)的最佳配比为2:1;对于EPC填充,则两者比例提高到4:1.过氧化二苯甲酰(BPO)为1％、二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为0.4％较为合适.发现使用石蜡、EPC填充后,树脂的吸油率会增加,而凝胶分率却没有很大的变化,同时化学交联剂用量对树脂吸油倍率的影响降低了.动态力学性能研究发现,石蜡填充型树脂结构中不存在物理交联、EPC填充型树脂结构中存在物理交联.研究了不同配方树脂的放油动力学,放油过程是吸油的逆过程,同样受很多因素的影响:引发剂、交联剂、填充剂用量、单体配比等是重要的内部因素,而温度、压力等则是至关重要的外部因素.研究发现:交联剂用量的增加会使分子扩散阻力增大导致扩散速率下降.填充剂用量的影响则较为复杂.利用有关的分子用扩散理论,对其扩散动力学进行了仿真研究.外部因素中温度、压力对粒子的放油速率影响很大,尤其是温度对放油速率的影响比交联剂、填充剂等的影响还要大.运用适当的理论表征不同温度下它们的放油动力学,利用相关模型进行了计算机仿真,并与结果进行了对比.对树脂的重复吸油性能进行了研究,发现填充后的粒子重复吸油性能较好,说明填充后树脂的分子链更加松散.在反复的吸、放油过程中树脂的最大吸油倍率缓慢下降.对吸油后的油类作了凝胶渗透色谱分析,发现有部分聚合物溶解在油中;对反复吸放油后的粒子表面进行扫描电镜观察,发现在多次吸、放油过程中粒子表面的局部出现大孔结构.

目录

文摘

英文文摘

1前言

2高吸油树脂的合成和吸放油理论

2.1吸油材料的种类

2.2高吸油树脂的合成

2.3高吸油树脂的交联方式及结构

2.4高吸油树脂的吸放油理论

2.4.1高吸油树脂的吸放油动力学

2.4.2高吸油树脂的吸放油热力学

2.4.3小分子在高吸油树脂中的扩散

2.5影响高吸油树脂吸放油性能的因素

2.5.1影响高吸油树脂吸油性能的因素

2.5.2影响高吸油树脂放油性能的因素

2.6部分物理交联型高吸油树脂的相关理论

2.6.1部分物理交联凝胶溶胀理论

2.6.2物理交联的模型及表征

3填充型高吸油树脂的合成及性能

3.1聚合试验

3.1.1反应装置

3.1.2原料与试剂

3.1.3聚合工艺及步骤

3.2表征

3.2.1吸油倍率测定

3.2.2凝胶分率测定

3.2.3动态力学性能测定

3.3树脂的性能及影响因素

3.3.1树脂动态力学性能

3.3.2单体配比对树脂性能的影响

3.3.3填充量对树脂性能的影响

3.3.4化学交联剂量对树脂性能的影响

3.4小结

4常温常压下高吸油树脂的放油动力学

4.1实验

4.2放油性能的影响因素

4.2.1填充剂用量的影响

4.2.2化学交联剂用量的影响

4.2.3引发剂用量的影响

4.3放油特征系数D的近似计算

4.4实验与理论的对比

4.5小结

5外场作用下高吸油树脂的放油动力学

5.1实验原料及方法

5.2外场对粒子放油性能的影响

5.2.1石蜡填充型

5.2.2乙丙共聚物填充型

5.3放油特征系数D的计算

5.4放油曲线的仿真

5.5小结

6高吸油树脂的重复吸放油性能

6.1实验原料及方案

6.2高吸油树脂的多次吸放油性能

6.3吸油后溶剂的凝胶渗透色谱测定

6.4粒子表面结构的扫描电镜观察

6.5小结

7结论

参考文献

致谢