有机硅A-151改性聚醋酸乙烯酯乳液的研究开题报告

1. 研究目的与意义

聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液俗称白乳胶是目前使用量较大、较重要的合成树脂乳液。PVAc乳液具有成本低廉、无味、无毒、使用方便。无环境污染、节约资源等特点,广泛应用于木材加工、织物粘接、家具组装、包装材料、建筑装潢等领域。但是PVAc均聚乳液耐水性差,在湿热条件下粘接强度降低;最低成膜温度较高,抗蠕变性差;耐寒性，机械稳定性和耐电解质稳定性较差,这些缺陷制约了其在特定条件下的使用。有机硅聚合物有优异的耐水性、耐热性、耐高低温、较好的机械稳定性和耐电解质稳定性等特性。因此采用有机硅化合对PVAc乳液进行改性,在PVAc中引入SiOSi键可以提高PVAc乳液进一步拓宽PVAc乳液的应用领域。黄世强等人用含氢聚硅氧烷改性PVAc乳液,使其具有优良的成膜性、粘接强度和耐水耐寒性。付永山等人以γ2甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、八甲基环四硅氧烷改性丙烯酸酯乳液,使乳液的稳定性和膜性能大大改善。但以乙烯基三乙氧基硅烷(WD-20)直接与醋酸乙烯酯共聚,制备有机硅改性聚醋酸乙烯酯。

乳液的研究鲜见报道。本实验采用种子乳液聚合,引入WD-20单体,合成了有机硅改性PVAc共聚乳液。

2. 国内外研究现状分析

王建军和陈丽娟分别先后用不同的多苯基多异氰酸酯及羟基丁苯胶乳等原料对PVAc乳液进行改性，配制吃一种双组份的改性乳液，该改性乳液在室温下固化时间为1.5小时,具有良好的耐融稳定性好的乳液水耐热性。吴爱娇用甲苯二异氰酸酯(TDI)与三羟甲基丙烷(TMP)的加成物作为交联剂加入PVAc乳液制成拼板胶,在本体系中TDIX-TMPY分子系端异氰酸酯键(-NCO)的NCO与PVAc乳液中的羟基、羰基等基团反应,与PVAc链形成了聚合物互穿网络,从而提高了胶的综合性能。为了提高乳液的胶接性能、固含量以及降低成本,可加入其它胶料如淀粉胶、硅溶胶等进行改性。金属盐和多元羧酸并用耐水效果显著增强,金属盐用三氯化铝,多元酸用酒石酸、马来酸等。用丙酮改性的PVAc胶粘剂在一定气候条件下比大气中的胶接强度有所改善。此改性胶固化后结构改变,明显的提高耐水性。陈维用甲壳质衍生物作为主要有效成分的组合剂,与乳白胶合成耐水性强力乳胶,水中浸泡一个月仍牢固。

俞才林采用一定温度下聚乙烯醇缩甲醛的方法减少-OH的数量,同时让其最大限度的形成六元环增加位阻。同时加入整链剂,减少支链程度,这样就制备成抗冻保护胶体,提高抗冻性能。据美国专利介绍,用乙酰乙酰化聚乙烯醇(乙酰乙酰基团摩尔分数X=0.05-15%)作保护胶体,制备的低浓度水溶液在低温下具有良好的抗冻稳定性及高粘性。另据日本公开专利报道,将乙酰乙酰化聚乙烯与R1R2NC,XNR3R4;R5R6NC(0)R7(R1-4=H,C1-3alkyl;R5-6=H,C1-3alkyl;C2-4acyl;R7=C1-3alkyl;X=0,S)及盐酸羟胺盐并用可改善PVAc乳液的抗低温稳定性。将乙酰乙酰化聚乙烯醇与酸性亚硫酸盐或硫醇并用制得的PVAc乳液经冻融循环,乳液无变化,并且有防水性能。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

有机硅a-151改性聚醋酸乙烯酯乳液的聚合稳定性

有机硅a-151改性聚醋酸乙烯酯乳液的乳胶膜吸水率

有机硅a-151改性聚醋酸乙烯酯乳液的冻融稳定性

4. 研究创新点

在合成PVAc乳液中经常使用的保护胶体是聚乙烯醇。用后缩醛的方法改性处理PVAc乳液,使甲醛与PVA的羟基充分缩合,减少了羟基的存在,在达到一定的缩醛后,乳液的稳定性得到提高。在失水固化过程中,醋酸乙烯高分子支链化后与甲醛形成了体形结构的交联高分子,从而提高了耐水性。PVA的充分缩醛化,降低了低温下水合氢键的作用力,使粘度稳定性和流动性得到提高。