Tổng hơp nhự latex styrene crylic với cấu trúc core – shell

Đề tài nghiên cứu vấn đề tổng hợp nhựa latex có cấu trúc core-shell poly(n-butylacrylate (BA) – styrene (SM) – methacrylic acid (MAA)) poly(SM-MAA) được thực hiện theo phương pháp trùng hợp hai giai đoạn liên tục ở áp suất khí quyển.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng hơp nhự latex styrene crylic với cấu trúc core – shellTRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCMSỐ 01 THÁNG 10 NĂM 2013TỔNG H P NHỰ L TEX STYRENE CRYLIC VỚI CẤU TR CCORE – SHELLSYNTHESIS CORE-SHELL STYRENE ACRYLATE BASED LATEXLa Thị Thái Hà(1) Nguyễn Hưng Thủy(2)TÓM TẮTĐề tài nghiên cứu vấn đề tổng hợp nhựa latex có cấu trúc core-shell poly(n-butylacrylate (BA) – styrene(SM) – methacrylic acid (MAA)) poly(SM-MAA) được thực hiện theo phương pháp trùng hợp hai giai đoạn liêntục ở áp suất khí quyển. Các thí nghiệm được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng core shellđến tính chất latex và màng. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi giảm tỷ lệ core shell, khả năng chịu môi trườngtăng cao nhưng độ bền va đập giảm. Từ các thí nghiệm đã khảo sát tỷ lệ core shell cho thấy với tỷ lệ core shell =8 2 là tốt nhất.ABSTRACTPoly(n-butylacrylate (BA) – styrene (SM) – methacrylic acid (MAA))/poly(SM-MAA) was made by thecore-shell-two-stage continuous emulsion polymerization process at atmosphere pressure. The tests wereproceeded to research how and what core/shell mass ratios affect to latex and film properties. The researchingresults showed that core/shell mass ratio decrease created increase in environment resistance of film but decreaseof impact resistance. The best core/shell mass ratio is 8/2 in all test ratios.1. GIỚI THIỆUXuất phát từ nhu cầu giảm thiểu ônhiễm môi trường cũng như nâng cao tínhnăng của nhựa latex dùng cho sơn, mộttrong những hướng nghiên cứu mới là tổnghợp polymer latex có cấu trúc core-shell([1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [9]). Polymercó cấu trúc core-shell là một hình thứcpolymer blend có cấu trúc đặc biệt, vớimột polymer đóng vai trò là lớp core làmnhân bên trong có cấu trúc dạng khối cầu,và một polymer khác làm tác nhân là shellphủ lên bên trên bề mặt hạt core. Tùy vàomục đích sử dụng cụ thể mà có thể lớpcore bên trong cứng và lớp shell bên ngoàimềm hay lớp core bên trong mềm và lớpshell bên ngoài cứng. Việc tổng hợp rapolymer có cấu trúc core-shell nhằm thayđổi một số cấu trúc hình thái hay các tínhchất theo mong muốn như là: tăng khảnăng chịu môi trường, chịu va đập cao,tăng độ cứng bề mặt, tăng tính thẩm mỹcho bề mặt, cho độ bóng cao, tăng khảnăng thấm ướt và tăng tính dẫn điện. ([8],[10]).Theo xu hướng đó, bài báo này trìnhbày khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ khốilượng core shell của các monomer Styrene,Butyl Acrylate Và Methacrylic Acid đếntính chất màng nhựa ứng dụng trong lĩnhvực sơn nhằm tạo ra nhựa latex acrylicbiến tính có cấu trúc core-shell, thích hợpcho sơn phủ ngoài trời, có Tg thấp để cóthể phối trộn thành sơn có VOC thấp, thânthiện môi trường.2. THỰC NGHIỆM2.1. Nguyên liệu thiết bị dụng cụ- Monomer: Core (Styrene, Methacrylicacid, Butyl acrylate), Shell (Styrene,Methacrylic acid) của BASF và cácnguyên liệu khác: chất khơi mào, chất ổnđịnh pH, hệ chất khử (tert-butylhydroperoxyt + natri bisulfate), được sảnxuất bởi MERCK; chất nhũ hóa củaCognis và chất ổn định ammoniac (TrungQuốc).- Các thiết bị chính dùng trong tổng hợpnhựa bao gồm: máy khuấy cơ học, bìnhcầu 4 cổ 500ml, sinh hàn ruột gà, bể điềunhiệt, bếp từ, cánh khuấy kim loại được(1)La Thị Thái Hà – Trường ĐH Bách Khoa Tp.HCM(2) Nguyễn Hưng Thủy – Trường ĐH Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM6TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ THỰC PHẨMNGUYỄN HƢNG THỦYthiết kế đặc biệt phù hợp với điều kiện nấuvà các dụng cụ thủy tinh khác.- Xác định kích thước hạt và độ phântán về kích thước hạt trên máy đo kíchthước hạt Horiba tại Trung tâm PolymerĐại học Bách Khoa TPHCM.- Khối lượng phân tử trung bình và độđa phân tán sau khi tạo màng được đo trênmáy GPC của hãng HP Agilent 1100 – Mỹdùng dung môi là THF và tốc độ là 0,7 mlphút.- Đánh giá nhiệt độ hóa thủy tinh Tgcủa màng nhựa sử dụng máy DSC hiệuNETZSCH 204 –Thermal Analysis củahãngBRUKERANALYTISCHEMESSTECHNIK GMBH – Đức.- Quan sát cấu trúc core-shell với kínhhiển vi điện tử truyền qua (TEM) tại Trung3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬNMỗi tỷ lệ core shell (C S) được tổnghợp nhiều lần với thời gian duy trì shellthay đổi nhằm tối ưu các chỉ tiêu: hàmtâm Polymer Đại học Bách Khoa TPHCM.2.2. Tổng hợpTổng hợp hệ nhũ tương core-shell sửdụng phương pháp trực tiếp liên tục gồm 2giai đoạn: tổng hợp core và tổng hợp shell.Đầu tiên, sử dụng một phần monomer coređể tiến hành tạo mầm cho hệ phản ứngtrong khoảng 6 - 10 phút, sau đó chomonomer core vào để phản ứng tạo core ở78 – 80oC. Sau khi đã tạo core xong, nângnhiệt độ lên 80 – 83oC, cho tiếp monomershell vào để tiếp tục phản ứng tạo shell.Kết thúc phản ứng đồng trùng hợp shell,khử monomer dư ở 65oC, tiếp tục hạ nhiệtđộ xuống 35oC và ổn định latex bằng dungdịch amoniac.lượng gel, độ chuyển hóa và kích thướchạt.Kết quả tốt nhất của mỗi tỷ lệ CS đượctrình bày dưới đây:Độ bền va đập, kg.cm12010080604020090/1085/1582,5/17,580/2070/30C/SHình 1: Ảnh hư ng của t lệ C S đến thời ...