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本文依据淀粉接枝及乳液聚合的机理,以木薯氧化淀粉、苯乙烯和丙烯酸丁酯为主要原料,丙烯酸为功能单体,以过硫酸钾/亚硫酸氢钠为引发剂,十二烷基硫酸钠/OP-10为乳化剂,通过乳液聚合的方法合成了可替代苯丙胶乳、机械性能优良可降解的汽车空气滤清器滤纸浸渍乳液。研究了聚合因素对产品性能的影响,使用现代分析手段对产品物性进行表征,探讨了该乳液对滤纸性能的浸渍效果。
研究结果表明:
(1)最佳的乳液聚合工艺是:w(苯乙烯):w(丙烯酸丁酯)=1.75:1,功能单体丙烯酸用量为单体的2.0%,引发剂用量为单体的0.8%,氧化淀粉用量为总量的5.5%,乳化剂用量为单体的2.0%,w(氧化淀粉): w(单体)=1:3, w(K2S2O8)/W(NaHSO3)=2:1,w(SDS)/w(OP-10)=1:2,采用引发剂分批次滴加的方式,温度在75~80℃,搅拌强度为.300 r/min-1,共聚反应时间为2h,保温反应1h,降温后用氢氧化钠调节pH值为8~9,可得白色带蓝光的稳定共聚乳液。
(2)共聚乳液理化指标为:固含量30~36%,粘度40~60 mPas,PH值7~8,粒径300nm左右,膜吸水率11.4%,膜剥离强度24.12N·mm-1,膜拉伸强度0.93MPa。
(3) FT-IR证实了氧化淀粉链上发生了单体的共聚反应;透射电镜表明乳液粒子分布规则,粒径在300nm左右;浸渍滤纸接触角为108.5°,表明该共聚乳液有较强的耐水性;扫描电镜显示滤纸纤维间发生轻度交联,强度得到提高;DSC测定结果显示聚合物的玻璃化转变温度为32℃。
(4)浸渍滤纸的性能指标如下:耐破度447kPa,透气度348.7L/㎡.min,抗张强度3.46 kN·m,挺度4.66 mN·m.
(5)浸渍乳液对比试验表明,合成的浸渍乳液对滤纸的物理机械性能和耐水性有较大的提升,且高于市购的苯丙乳液,达到滤清器用纸的性能标准。
通过以上研究可以看出:这种该共聚乳液优于苯丙,可明显提高滤纸的各项物理机械性能、耐水性和挺度,是一种价格低廉、环保可降解,有开发前景的空气滤清器滤纸浸渍乳液。