基于間十五烷基酚聚酯型超分散劑研究.pdf

1、隨著化石資源的日益枯竭，如何利用可再生資源已引起全世界的關(guān)注。腰果殼提取液的催化加氫產(chǎn)物是間十五烷基酚(PDP)，能夠替代石油類酚，屬綠色可再生資源?；赑DP間位長鏈烷烴空間自由體積大的特性，本文將其作為超分散劑的溶劑化鏈段，能夠提供較大的空間位阻效應(yīng)，設(shè)計合成丙烯酸聚酯型和端氨基嵌段聚酯型超分散劑。研究分散劑制備方法和工藝條件，并對兩種新型超分散劑的分散效果及吸附性能進行研究。
　　以PDP和丙烯酰氯為原料，咪唑類離子液體為催

2、化劑，三乙胺為敷酸劑，制備間十五烷基丙烯酸苯酯(PDPA)單體，通過紅外、核磁、質(zhì)譜和元素分析確認結(jié)構(gòu)。利用響應(yīng)面分析法對PDPA的合成工藝條件進行優(yōu)化，得適宜工藝條件為:咪唑類離子液體用量2.02％，底物摩爾配比n（丙烯酰氯）∶n(PDP)=1.15∶1，反應(yīng)時間8.25h，反應(yīng)溫度57℃。在此工藝條件下，PDPA的收率可達87％。對PDP與丙烯酰氯的酯化反應(yīng)進行動力學(xué)研究，得無催化劑和無縛酸劑條件下，酯化反應(yīng)動力學(xué)方程為:r=1.7

3、8×106e-6.48×104/RTCACB－2.25×103e×-2.51×104/RTCCCD在離子液體催化和三乙胺為縛酸劑下，酯化反應(yīng)動力學(xué)方程為:r=5.05×103e－3.39×104/RTCACB
　　測定PDPA在乙醇和甲醇混合溶劑以及甲苯等六種有機溶劑中273K～297K范圍內(nèi)的溶解度。利用Apelblat方程和λh方程模型對所測溶解度數(shù)據(jù)進行關(guān)聯(lián)，結(jié)果顯示Apelblat模型優(yōu)于λh地模型。采用Apelblat方

4、程和范德霍夫方程對溶解過程的溶解熵和溶解焓進行計算，表明溶解過程都是熵驅(qū)動的自發(fā)過程。由基團貢獻法估算PDPA的溶度參數(shù)，對不同溶劑中PDPA的溶解度大小進行比較。
　　通過自由基無規(guī)共聚，合成PDPA、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸丁酯(BA)三元聚酯型超分散劑，其制備適宜工藝條件為:偶氮二異丁腈(AIBN)用量為單體總質(zhì)量2％;鏈轉(zhuǎn)移劑用量為AIBN等摩爾比;反應(yīng)溫度70℃;反應(yīng)時間8h。采用紅外光譜和核磁氫譜對聚合物進行結(jié)構(gòu)表

5、征。研究PDPA/MAA/BA三元聚酯型超分散劑對鈦白粉分散體系黏度和細度影響，結(jié)果表明:其適宜的重均分子量為6000左右;三種單體質(zhì)量配比為PDPA∶MAA∶BA=1.2∶1∶10;鈦白粉體系（固含量30％）黏度可降低到50mPa·s，細度可達20μm。
　　在303K、313K、323K溫度下，甲苯、異丙醇和乙酸乙酯三種溶劑中鈦白粉對丙烯酸聚酯型超分散劑的等溫吸附數(shù)據(jù)用四種常用模型進行擬合比較，結(jié)果表明Fritze-Schlu

6、nder模型擬合最好。鈦白粉吸附超分散劑前后紅外光譜無變化，說明鈦白粉對丙烯酸聚酯型超分散劑在三種溶劑中的吸附主要為物理吸附。由Dubinin-Radushkevich方程計算結(jié)果表明，鈦白粉在三種溶劑中對丙烯酸聚酯型超分散劑的平均自由吸附能在2.09～3.11kJ·mol-1之間，遠小于化學(xué)吸附平均自由吸附能，證實吸附過程主要是物理吸附。
　　碳黑是最難分散的顏料之一，為達到在溶劑體系中分散碳黑的目的，本課題結(jié)合PDP的分子結(jié)構(gòu)

7、特點，設(shè)計合成一種新型的嵌段聚酯型超分散劑。首先，以PDP引發(fā)己內(nèi)酯開環(huán)聚合，制備端羥基聚酯，適宜工藝條件為:鈦酸丁酯為催化劑，用量為5‰;反應(yīng)溫度110℃;反應(yīng)時間16h。然后，馬來酸酐與端羥基聚酯反應(yīng)，制備端羧基聚酯，適宜工藝條件為:反應(yīng)溫度90℃，馬來酸酐∶端羥基聚酯=2.5∶1(mol)，反應(yīng)時間10h。最后，端羧基聚酯與二乙烯三胺進行酰胺化反應(yīng)，其適宜工藝條件為:反應(yīng)溫度120℃，反應(yīng)時間12h。用紅外光譜和核磁氫譜對嵌段聚酯

8、分散劑進行結(jié)構(gòu)表征。研究端氨基嵌段共聚物對碳黑分散體系黏度和細度影響，結(jié)果表明:其適宜的重均分子量為3000左右;胺值為20mgKOH/g;碳黑分散體系（固含量為30％）黏度可降低到30mPa·s，細度可達5μm。
　　在303K、313K、323K溫度下，甲苯、異丙醇和乙酸乙酯三種溶劑中碳黑對端氨基嵌段聚酯型超分散劑的等溫吸附數(shù)據(jù)用四種常用模型進行擬合比較，結(jié)果表明Tempkin模型擬合最好。紅外圖譜間接證實碳黑對端氨基嵌段聚酯