Analisis Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Berat Molekul Bahan Perata Polibutil Akrilat

1. Pendahuluan: Peran agen perata: Ketika lapisan bubuk dilebur dan diratakan, ada dua antarmuka "fase cair" dan "fase cair-padat". Rantai molekul utama dari zat perata dapat membentuk lapisan monomolekuler yang sangat tipis pada permukaan lelehan, yang memberikan tegangan permukaan yang seragam pada "fase cair" dan membantu menghilangkan penyakit cat seperti lubang kecil dan lubang susut; pada saat yang sama, sisi zat perata Kelompok ester rantai dapat secara terkendali mengurangi tegangan permukaan lapisan lelehan, yang berguna untuk membasahi dan merekat antara lapisan dan permukaan "fase padat-cair" benda kerja yang dilapisi, dan pada saat yang sama memberikan pembasahan dan penyebaran media yang baik.

Polibutilakrilat adalah salah satu bahan berbiaya rendah yang paling umum digunakan untuk pelapis bubuk. Ini menunjukkan aktivitas permukaan yang kuat, alasan utamanya adalah karena memiliki rantai utama "-C-C-" yang relatif rapi dengan sifat fobia resin, dan rantai sampingnya adalah "gugus butil ester" dengan sifat ramah resin; struktur seperti itu memungkinkannya untuk Orientasi bebas pada antarmuka, bagian dari ikatan ester yang kompatibel dengan fase cair adalah ke dalam, rantai utama mengapung di antarmuka membentuk monolayer yang seragam, dan tegangan permukaan bisa seragam. Derajat polimerisasi "n" mencerminkan ukuran berat molekul.

2. Berapa berat molekul yang paling masuk akal dari aliran cairan?

Menurut laporan para ahli dalam dan luar negeri, dari tegangan permukaan, fleksibilitas rantai utama, keterbasahan substrat, keterbasahan dan enkapsulasi pengisi pigmen, mobilitas molekul, dan pengoperasian proses sintesis, pembentukan Dari perspektif kilap, kekenyalan, dan kekhasan lapisan, kesimpulan umumnya cenderung pada indikator-indikator berikut: Mn = 4000-5000; Mw = 7000-10000, polidispersitas distribusi berat molekul Mw / Mn = 1,5-2,2, Ini adalah indeks struktur molekul polibutil akrilat yang paling ideal.

Molekul di atas 20.000 sulit untuk kompatibel dengan sistem, karena molekulnya terlalu besar, dan cenderung kehilangan cahaya atau punah; di bawah 4.000 dan di atas 20.000 molekul aliran, semakin sedikit proporsinya, semakin baik. Suatu hal yang patut ditekankan: Mn = 3000-10000, distribusi berat molekul Mw / Mn = 1,5-7,0 juga tersedia; tetapi kadang-kadang akan ada masalah, seperti: terlalu banyak kandungan molekul kecil dan molekul super, lubang kecil dan hilangnya cahaya akan muncul, bukan anti-gangguan dan sebagainya. Molekul di bawah 4000, karena molekulnya terlalu kecil dan kompatibilitasnya terlalu bagus, ini akan kehilangan properti leveling, menyebabkan semua riak kecil saat melihat cahaya; seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

3. Bahan sintetis: Setelah kisaran berat molekul ditentukan, pekerjaan yang tersisa adalah menemukan bahan baku dan menentukan proses di sekitar tujuan ini. Bahan utamanya adalah: n-butil akrilat, pelarut xilena, katalis azo AIBN, pengatur berat molekul. Untuk mengurangi biaya, stirena 3%-5% dapat ditambahkan untuk kopolimerisasi; beberapa perusahaan juga menggunakan 2-etilheksil akrilat, Dimodifikasi dengan vinil trimetilen, hidroksietil akrilat, oktil akrilat atau isooktil akrilat. Terutama untuk mengurangi tegangan permukaan guna meningkatkan performa anti-jamming, ini adalah inovasi yang bermanfaat. Untuk mengurangi biaya, beberapa pabrik langsung menambahkan dioctyl terephthalate, isooctyl terephthalate, dietil fumarat, dietil maleat, epoksi Minyak kedelai, dll., Dosis umumnya sekitar 20%. Praktik-praktik ini tidak kondusif untuk meratakan dan anti-gangguan.

Pilihan pelarut bervariasi. Pada tahap awal, toluena (titik didih 110,63 ° C) digunakan, tetapi karena masalah toksisitas dan titik didih yang rendah, xilena (138,5 ~ 141,5 ° C) secara bertahap digunakan. Etilen glikol monometil eter (atau etilen glikol monometil eter) juga merupakan pelarut yang sangat ideal. Toksisitasnya lebih rendah dari xilena, dan titik didihnya adalah 124,6 ° C. Ini tidak banyak digunakan di Cina, dan metode pencampurannya dengan xylene sebagai pelarut di luar negeri sangat layak untuk dijadikan referensi. Jika titik didih terlalu rendah, berat molekul zat perata sintetis terlalu besar, yang cenderung menghasilkan busa, tetapi kapasitasnya kehilangan cahaya dan kabut. Pelarut dengan titik didih tinggi tidak cocok untuk digunakan karena suhu penguapan pelarut terlalu tinggi, yang mudah mengoksidasi produk jadi menjadi menguning dan membentuk makromolekul. Saat ini, arus utama di Cina adalah menggunakan xylene campuran sebagai pelarut. Bahan bakunya terjangkau, murah, toksisitas rendah, mudah disimpan, mudah dioperasikan, dan aman.

Mengapa menggunakan azobisisobutironitril AIBN sebagai inisiator alih-alih dibenzoil peroksida BPO? Ada dua faktor yang terutama dipertimbangkan: Pertama, jenis dan jumlah inisiator dapat memengaruhi berat molekul relatif dan struktur molekul polimer, sehingga memengaruhi sifat kimia dan fisik resin. Azobisisobutironitril (AIBN) dan dibenzoil peroksida (BPO) memiliki kinetika dekomposisi yang berbeda. Konstanta transfer rantai AIBN kecil, laju dekomposisi tidak jauh berbeda dalam pelarut yang berbeda, aktivitas radikal bebas lebih kecil dari pada radikal benzena, reaksi transfer rantai lebih sedikit, dan polimer yang diperoleh memiliki distribusi massa molekul relatif yang lebih sempit. AIBN digunakan sebagai inisiator. Agen ini dapat menjaga viskositas resin dalam kisaran yang lebih sesuai. Namun, setelah BPO terurai, mudah untuk menghasilkan radikal benzena dengan aktivitas yang lebih tinggi, dan radikal benzena mudah untuk menangkap atom hidrogen pada monomer atau rantai molekul polimer, menghasilkan percabangan dan ikatan silang, memperluas distribusi massa molekul relatif, dan mengurangi viskositas polimer. meningkat secara signifikan. Yang kedua adalah: gugus akhir yang dibentuk oleh polimerisasi yang diprakarsai oleh azo AIBN adalah (CH3) 3C-, yang memiliki daya tahan luar ruangan yang lebih baik; sedangkan gugus akhir yang dibentuk oleh polimer yang diprakarsai oleh BPO adalah cincin benzena, yang memiliki ketahanan terhadap cuaca luar ruangan yang buruk dan akan menyebabkan pelapisan film setelah sekian lama. Menguning dan menua. Secara umum diyakini bahwa ketika fraksi massa inisiator lebih besar dari 4%, sifat mekanik, sifat kimia dan stabilitas termal polimer akan terpengaruh secara negatif.

Praktik telah membuktikan bahwa dalam proses sintesis zat perata polibutil akrilat, poin-poin penting berikut ini perlu dikontrol dengan baik:

1) Rasio jumlah total monomer terhadap pelarut ≈ 1: (1,0-1,2): Rasio ini memiliki pengaruh yang besar pada polidispersitas berat molekul. Meskipun seluruh proses reaksi adalah reaksi "kelaparan", pelarut berada dalam kondisi berlebih, tetapi dengan konsentrasi masing-masing komponen dalam pelarut berubah sangat besar karena peningkatan jumlah monomer menetes dan pembentukan reaktan. Tegangan permukaan secara negatif memengaruhi perataan dan kepenuhan lapisan.
2) Kecepatan menjatuhkan: Penambahan setetes demi setetes yang seragam dan bertahap menguntungkan. Reaksi kimia dilakukan dalam sekejap. Setelah kondisi reaksi tercapai, reaksi dapat diselesaikan dalam sepersepuluh ribu detik. Hal ini sangat penting, terutama untuk tidak bertindak terburu-buru dan bersikap santai. Polidispersitas berat molekul sangat terpengaruh olehnya.
3) Pengaruh kandungan air dalam monomer dan pelarut: baik monomer maupun pelarut akan mengandung ≤5‰ air, meskipun tidak banyak, tetapi karena pelarut didaur ulang, air akan terus terakumulasi. Sejumlah kecil air memasuki ketel reaksi dengan pelarut atau monomer, dan azeotrop dengan xilena setelah pemanasan, menghabiskan azo AIBN dalam jumlah besar, meningkatkan biaya, dan memengaruhi distribusi berat molekul, yang tidak kondusif untuk digunakan nanti.
4) Pengaturan waktu dan laju penambahan azo: Tujuan operasi ini adalah untuk membuat molekul kecil atau monomer yang tidak bereaksi terus bereaksi, mencegah molekul kecil yang tidak bereaksi memasuki pelarut ketika pelarut diuapkan nanti, dan memengaruhi reaksi berikutnya. Rasio konsentrasi monomer dan distribusi berat molekul ketel. Umumnya, sepersepuluh dari jumlah total inisiator dapat digunakan.
5) Waktu pengawetan panas dan waktu penguapan pelarut memiliki pengaruh yang kecil terhadap berat molekul, tetapi suhunya tidak boleh terlalu tinggi, dan waktunya tidak boleh terlalu lama. Penguapan vakum suhu rendah dari pelarut bermanfaat untuk kromatisitas produk akhir. Semakin rendah suhu dan semakin pendek waktunya, semakin menguntungkan, tentu saja, premisnya adalah bahwa pelarut harus diuapkan sepenuhnya.
6) Penyaringan tiga tahap: yaitu, pelarut dan monomer harus disaring saat memasuki ketel reaksi dan tangki penyimpanan yang menetes; Elemen filter atau layar filter harus dibersihkan dan diganti secara teratur, yang kondusif untuk menyaring partikel atau kotoran yang berbentuk gel. Meskipun operasi ini memiliki sedikit efek pada distribusi berat molekul, mereka benar-benar penting untuk memastikan kualitas tinggi.
7) Melalui kontrol operasi di atas, kami melakukan uji kromatografi gel GPC pada produk yang dihasilkan, dan memperoleh data berat molekul sebagai berikut: jumlah berat molekul rata-rata 4457; berat molekul rata-rata massa 7879; distribusi berat molekul 1,7679; relatif ideal.

Kesimpulan: Bahan perata butil akrilat adalah variasi pelapis bubuk yang paling banyak digunakan. Atas dasar ini, monomer lain ditambahkan untuk modifikasi, dan banyak varietas diturunkan. Proses sintesis mereka mirip dengan ini. Diantaranya, berat molekul dan distribusinya terkait dengan Ukuran tegangan permukaan mempengaruhi faktor yang paling kritis. Ini tidak melibatkan modifikasi dan turunannya di sini, dan saya hanya mengungkapkan pendapat pribadi saya pada bagian yang paling mendasar. Tidak dapat dielakkan bahwa akan ada perselisihan dan bahkan kekeliruan.

Ada dua sudut pandang yang ingin diungkapkan dalam makalah ini: Pertama, berat molekul zat perata memiliki dampak mendasar pada tegangan permukaan dan perataan. Yang kedua adalah: ada banyak faktor sintetis yang memengaruhi ukuran berat molekul. Detail operasi dan digitalisasi operasi adalah faktor fundamental dari jaminan kualitas. Meskipun pemosisian banyak data mungkin tidak benar di awal, dan yang salah dapat diperbaiki melalui latihan, item-item ini harus ada. Perbaikan terus-menerus adalah satu-satunya cara untuk mengontrol kualitas secara ekstrem!