Polibütil Akrilat Tesviye Maddesinin Molekül Ağırlığını Etkileyen Faktörlerin Analizi
1. Giriş: Tesviye maddesinin rolü: Toz kaplama eritildiğinde ve tesviye edildiğinde, "sıvı faz" ve "sıvı-katı faz" olmak üzere iki arayüzey vardır. Tesviye maddesinin ana moleküler zinciri, eriyik yüzeyinde çok ince bir monomoleküler tabaka oluşturabilir, bu da "sıvı fazda" düzgün bir yüzey gerilimi sağlar ve iğne delikleri ve büzülme delikleri gibi boya hastalıklarının ortadan kaldırılmasına yardımcı olur; aynı zamanda, tesviye maddesinin yan Zincir ester grubu, eriyik kaplamanın yüzey gerilimini kontrollü bir şekilde azaltabilir, bu da kaplama ile kaplanmış iş parçasının "sıvı-katı fazının" yüzeyi arasındaki ıslanma ve yapışma için yardımcı olur ve aynı zamanda alt tabakanın iyi ıslanmasını ve yayılmasını sağlar.
Polibutilakrilat, toz boyalar için en yaygın kullanılan düşük maliyetli malzemelerden biridir. Güçlü yüzey aktivitesi gösterir, bunun ana nedeni reçine-fobik özelliklere sahip nispeten temiz bir "-C-C-" ana zincirine sahip olması ve yan zincirin reçine dostu özelliklere sahip "butil ester grubu" olmasıdır; böyle bir yapı, arayüzeyde Serbest oryantasyon sağlar, ester bağının sıvı faz ile uyumlu kısmı içe doğrudur, ana zincir düzgün bir tek tabaka oluşturmak için arayüzey üzerinde yüzer ve yüzey gerilimi tekdüze olabilir. Polimerizasyon derecesi "n" moleküler ağırlığın boyutunu yansıtır.
2. Sıvı akışının en makul moleküler ağırlığı nedir?
Yerli ve yabancı uzmanların raporlarına göre, yüzey gerilimi, ana zincirin esnekliği, alt tabakanın ıslanabilirliği, pigment dolgu maddesinin ıslanabilirliği ve kapsüllenmesi, moleküllerin hareketliliği ve sentez sürecinin işlerliği, oluşumu Kaplamanın parlaklığı, dolgunluğu ve belirginliği perspektiflerinden, sonuçlar genellikle aşağıdaki göstergelere eğilimlidir: Mn=4000-5000; Mw=7000-10000, moleküler ağırlık dağılımı polidispersite Mw/Mn=1.5-2.2, Bu polibütil akrilatın en ideal moleküler yapı indeksidir.
20.000'in üzerindeki moleküllerin sistemle uyumlu olması zordur çünkü moleküller çok büyüktür ve ışık kaybetme veya sönme eğilimindedir; 4.000'in altında ve 20.000'in üzerinde akış molekülleri, oran ne kadar az olursa o kadar iyidir. Vurgulanmaya değer bir nokta: Mn=3000-10000, moleküler ağırlık dağılımı Mw/Mn=1.5-7.0 da mevcuttur; ancak bazen şu gibi sorunlar olacaktır: çok fazla küçük molekül ve süper molekül içeriği, iğne delikleri ve ışık kaybı görünecektir, anti-parazit vb. 4000'in altındaki moleküller, moleküller çok küçük olduğundan ve uyumluluk çok iyi olduğundan, bu tesviye özelliğini kaybedecek ve ışığa bakarken tüm küçük dalgalanmalara neden olacaktır; aşağıda gösterildiği gibi:
3. Sentetik malzemeler: Moleküler ağırlık aralığı belirlendikten sonra, geriye kalan iş hammadde bulmak ve bu hedef etrafında süreci belirlemektir. Ana malzemeler şunlardır: n-butil akrilat, ksilen çözücü, azo AIBN katalizörü, moleküler ağırlık düzenleyici. Maliyetleri düşürmek için kopolimerizasyon için 3%-5% stiren eklenebilir; bazı şirketler ayrıca vinil trimetikon, hidroksietil akrilat, oktil akrilat veya izooktil akrilat ile modifiye edilmiş 2-etilheksil akrilat kullanır. Esas olarak sıkışma önleme performansını artırmak için yüzey gerilimini azaltmak için bunlar faydalı yeniliklerdir. Maliyetleri düşürmek için, bazı fabrikalar doğrudan dioktil tereftalat, izooktil tereftalat, dietil fumarat, dietil maleat, epoksi Soya fasulyesi yağı vb. ekler, genel dozaj yaklaşık 20%'dir. Bu uygulamalar tesviye ve anti-parazit için elverişli değildir.
Çözücü seçimi çeşitlilik göstermektedir. İlk aşamada toluen (kaynama noktası 110.63 °C) kullanılmış, ancak toksisite ve düşük kaynama noktası sorunları nedeniyle yavaş yavaş ksilen (138.5~141.5 °C) kullanılmıştır. Etilen glikol monometil eter (veya etilen glikol monometil eter) de çok ideal bir çözücüdür. Toksisitesi ksilene göre daha düşüktür ve kaynama noktası 124,6 °C'dir. Çin'de yaygın olarak kullanılmamaktadır ve yurtdışında çözücü olarak ksilen ile karıştırma yöntemi çok değerlidir. Kaynama noktası çok düşükse, sentetik tesviye maddesinin moleküler ağırlığı çok büyüktür, bu da köpük giderme eğilimindedir, ancak kapasite ışık kaybeder ve buğulanır. Yüksek kaynama noktasına sahip solventler kullanım için uygun değildir çünkü solvent buharlaşma sıcaklığı çok yüksektir, bu da bitmiş ürünü sararmaya ve makromoleküller oluşturmaya oksitlemek kolaydır. Şu anda Çin'deki ana akım, çözücü olarak karışık ksilen kullanmaktır. Hammaddeler uygun fiyatlı, ucuz, toksisitesi düşük, depolanması kolay, kullanımı kolay ve güvenlidir.
Başlatıcı olarak neden dibenzoil peroksit BPO yerine azobizobütironitril AIBN kullanılıyor? Temel olarak iki faktör göz önünde bulundurulur: Birincisi, başlatıcının türü ve miktarı polimerin bağıl moleküler ağırlığını ve moleküler yapısını etkileyebilir ve böylece reçinenin kimyasal ve fiziksel özelliklerini etkileyebilir. Azobisisobutironitril (AIBN ) ve dibenzoil peroksit (BPO) sırasıyla farklı bozunma kinetiğine sahiptir. AIBN'nin zincir transfer sabiti küçüktür, ayrışma hızı farklı çözücülerde çok farklı değildir, serbest radikallerin aktivitesi benzen radikallerinden daha azdır, zincir transfer reaksiyonu daha azdır ve elde edilen polimer daha dar bir bağıl moleküler kütle dağılımına sahiptir. Başlatıcı olarak AIBN kullanılır. Bu ajan reçine viskozitesini daha uygun bir aralıkta tutabilir. Bununla birlikte, BPO ayrıştırıldıktan sonra, daha yüksek aktiviteye sahip benzen radikalleri üretmek kolaydır ve benzen radikallerinin polimer üzerindeki hidrojen atomlarını yakalaması kolaydır. monomer veya polimer moleküler zinciri, dallanma ve çapraz bağlanma ile sonuçlanır, bağıl moleküler kütle dağılımını genişletir ve polimerin viskozitesini azaltır. önemli ölçüde artmıştır. İkincisi: azo AIBN tarafından başlatılan polimerizasyon tarafından oluşturulan uç grup, daha iyi dış mekan dayanıklılığına sahip olan (CH3)3C-'dir; BPO tarafından başlatılan polimer tarafından oluşturulan uç grup ise, dış hava koşullarına karşı zayıf bir dirence sahip olan ve uzun bir süre sonra kaplama filmine yol açacak olan bir benzen halkasıdır. Sararma ve yaşlanma. Genel olarak, başlatıcının kütle oranı 4%'den büyük olduğunda, polimerin mekanik özelliklerinin, kimyasal özelliklerinin ve termal stabilitesinin olumsuz etkileneceğine inanılmaktadır.
Uygulama, polibütil akrilat tesviye maddesinin sentezlenmesi sürecinde aşağıdaki önemli noktaların iyi kontrol edilmesi gerektiğini kanıtlamıştır:
1) Toplam borç tutarının monomer çözücüye oranı ≈ 1: (1.0-1.2): Bu oran, moleküler ağırlığın polidispersitesi üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Tüm reaksiyon süreci bir "açlık" reaksiyonu olmasına rağmen, çözücü fazla durumdadır, ancak çözücüdeki her bir bileşenin konsantrasyonu, çözücü miktarındaki artış nedeniyle büyük ölçüde değişir. monomer damlama ve reaktanların oluşumu. Yüzey gerilimi kaplamanın düzleşmesini ve dolgunluğunu olumsuz etkiler.
2) Damlama hızı: Düzgün ve kademeli damla damla ekleme avantajlıdır. Kimyasal reaksiyon bir anda gerçekleştirilir. Reaksiyon koşullarına ulaşıldığında, reaksiyon saniyenin on binde biri içinde tamamlanabilir. Özellikle aceleci davranmamak ve rahat olmak çok önemlidir. Moleküler ağırlığın polidispersitesi bundan büyük ölçüde etkilenir.
3) İçindeki su içeriğinin etkisi monomerler ve çözücüler: hem monomerler hem de çözücüler çok fazla olmasa da ≤5‰ su içerecektir, ancak çözücü geri dönüştürüldüğü için su birikmeye devam edecektir. Az miktarda su, çözücü veya monomer ile reaksiyon kazanına girer ve ısıtıldıktan sonra ksilen ile azeotroplaşır, büyük miktarda azo AIBN tüketir, maliyeti artırır ve daha sonra kullanıma elverişli olmayan moleküler ağırlık dağılımını etkiler.
4) Azo ekleme zamanlaması ve oranı: Bu işlemin amacı, reaksiyona girmemiş küçük moleküllerin veya monomerlerin reaksiyona girmeye devam etmesini sağlamak, daha sonra çözücü buharlaştırıldığında reaksiyona girmemiş küçük moleküllerin çözücüye girmesini ve bir sonraki reaksiyonu etkilemesini önlemektir. Kazanın monomer konsantrasyon oranı ve moleküler ağırlık dağılımı. Genel olarak, toplam başlatıcı miktarının onda biri kullanılabilir.
5) Isı koruma süresi ve solvent buharlaşma süresinin moleküler ağırlık üzerinde çok az etkisi vardır, ancak sıcaklık çok yüksek olmamalı ve süre çok uzun olmamalıdır. Çözücünün düşük sıcaklıkta vakumla buharlaştırılması nihai ürünün kromatikliği için faydalıdır. Sıcaklık ne kadar düşük ve süre ne kadar kısa olursa, o kadar elverişlidir, tabii ki öncül, çözücünün tamamen buharlaştırılması gerektiğidir.
6) Üç aşamalı filtreleme: yani, çözücü ve monomer reaksiyon kazanına ve damlayan depolama tankına girerken filtrelenmelidir; Filtre elemanı veya filtre süzgeci düzenli olarak temizlenmeli ve değiştirilmelidir, bu da jelleşmiş partiküllerin veya safsızlıkların filtrelenmesine yardımcı olur. Bu işlemlerin moleküler ağırlık dağılımı üzerinde çok az etkisi olmasına rağmen, yüksek kaliteyi sağlamak için kesinlikle gereklidir.
7) Yukarıdaki operasyon kontrolü sayesinde, üretilen ürünler üzerinde GPC jel kromatografi testi gerçekleştirdik ve moleküler ağırlık verilerini aşağıdaki gibi elde ettik: sayı ortalama moleküler ağırlığı 4457; kütle ortalama moleküler ağırlığı 7879; moleküler ağırlık dağılımı 1.7679; nispeten ideal.
Sonuç Butil akrilat tesviye maddesi, toz boyaların en yaygın kullanılan çeşididir. Bu temelde, modifikasyon için diğer monomerler eklenir ve birçok çeşit türetilir. Sentez süreçleri buna benzer. Bunlar arasında molekül ağırlığı ve dağılımı, yüzey geriliminin büyüklüğü ile ilgili en kritik faktörü etkiler. Burada modifikasyonunu ve türevlerini içermiyor ve sadece en temel kısımdaki kişisel görüşümü ifade ediyorum. Anlaşmazlıkların ve hatta yanlışlıkların olması kaçınılmazdır.
Bu makalenin ifade etmek istediği iki bakış açısı vardır: Birincisi, tesviye maddesinin moleküler ağırlığının yüzey gerilimi ve tesviye üzerinde temel bir etkisi vardır. İkincisi ise: moleküler ağırlığın boyutunu etkileyen birçok sentetik faktör vardır. Operasyon detayları ve operasyonun sayısallaştırılması, kalite güvencesinin temel faktörleridir. Birçok verinin konumlandırılması başlangıçta doğru olmayabilir ve yanlış uygulama yoluyla düzeltilebilir olsa da, bu öğelerin mevcut olması gerekir. Sürekli iyileştirme, kaliteyi en uç noktaya kadar kontrol etmenin tek yoludur!