影響丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的因素研究

邵衛(wèi)東

摘 要：隨著現(xiàn)代技術的不斷提升和對各項技術研究的不斷深入，丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的研究水平也在不斷提升。用溶液聚合法進行丙烯酸酯合成樹脂，采用凝膠滲透色譜法對樹脂的數(shù)均分子量進行測定。本文主要通過對影響丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的因素研究，對單體濃度、聚合器反應溫度、引發(fā)劑濃度等各項因素對相對分子大小的影響進行分析。

關鍵詞：丙烯酸酯樹脂；相對分子質(zhì)量；影響因素

中圖分類號：TQ031 文獻標識碼：A

隨著技術的提升和性能研究的不斷深入，丙烯酸樹脂作為透明板材和有機玻璃制品、醫(yī)用的高分子材料等獲得了廣泛的應用，丙烯酸酯具有良好的低溫性能和光學性能，同時在具體應用中具有較強的粘附性和穩(wěn)定性。分子量大小不同的丙烯酸酯樹脂決定它不同的性能和適用范圍，所以針對影響丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的因素研究對其具體應用具有重要意義。

一、丙烯酸樹酯基本簡介

（一）丙烯酸樹脂的應用

丙烯酸樹脂是通過丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯通過自由基的聚合反應而生成的聚合物或者其他烯類單體生成的共聚物。丙烯酸樹脂的分子結構中擁有眾多的不飽和鍵，所以該分子產(chǎn)品具有良好的耐污染性和耐腐性等優(yōu)點，同時在抗老化、耐熱性、耐水性和耐酸堿性等方面也具有良好的表現(xiàn)。目前，丙烯酸樹酯的應用范圍正在不斷的擴大，包含有機玻璃制品、透明板材和醫(yī)用材料等等。

（二）丙烯酸酯樹脂的分子量控制

決定著丙烯酸酯樹脂性能的重要指標就是平均分子量大小，分子量的大小直接關系到樹脂的產(chǎn)品質(zhì)量。從聚合反應物的通性來看，產(chǎn)品的分子量大，樹脂的物理性能良好，在保證產(chǎn)品的拉伸強度、延展率等方面一般都以大分子的樹脂為最佳。但從丙烯酸酯樹脂廣泛的應用范圍來看，不能一味的追求分子的大質(zhì)量。丙烯酸酯樹脂分子量的大小會直接影響到產(chǎn)品涂料配方的設計和涂抹的性能，一般來看，分子量越大的樹脂產(chǎn)品，黏性就越強，從對產(chǎn)品的稀釋到施工粘貼的過程中，產(chǎn)品的固體含量必然會降低。從涂料的固體成分來說，適用分子量較小的樹脂效果最佳，因為這種情況時分子量越小產(chǎn)品的黏性就越低，另一方面，對耐久性和機械性能要求高的產(chǎn)品，對分子量的要求則是越高越高，這顯然是矛盾的，所以在配方設計的時候，要注重兩者效果和性能的平衡。

當用丙烯酸酯樹脂作膠粘劑用途時，樹脂分子量的大小對膠粘劑的黏性和剝離強度都具有一定影響。樹脂的分子量越大，膠粘劑的黏性和剝離強度就越大。但從另一角度來看，分子量越大的膠粘劑黏度就越大，不利于膠粘劑噴涂使用，限制了膠粘劑的使用范圍。所以，在具體的應用中，要對丙烯酸酯樹脂的分子量大小進行合理的控制，以滿足不同類型的需求。

二、研究丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量影響因素的實驗過程

用溶液聚合法制備丙烯酸酯樹脂的過程中，對樹脂分子量大小的影響因素很多，例如反應的溫度、引發(fā)劑的量、單體量和溶劑等等，本文將采用凝膠滲透色譜法對樹脂分均分子大小進行測定，對各項因素對分子質(zhì)量的影響規(guī)律進行系統(tǒng)研究，為丙烯酸酯樹脂的具體應用提供分子量大小控制的相關理論依據(jù)。

（一）丙烯酸酯樹脂的制備

對每個因素的影響分析要在保持其他變量不便的條件下，進行影響因素的變量控制。首先，要制備所需原材料丙烯酸酯樹脂。在反應器中加入反應混合溶劑，在設備攪拌的過程中，使用加熱套開始對容器進行加熱，將配方按照混合單體逐步加入到漏斗中，等容器的溫度能夠達到回流狀態(tài)，再將溶劑和混合單體在4小時之內(nèi)加到反應溶液中，當混合單體添加完成之后，再加入少量的引發(fā)劑，繼續(xù)在原有的溫度條件下反應約半個小時，然后將容器的溫度降至50℃，得到的黏稠狀液體也就是丙烯酸酯樹脂。

（二）丙烯酸酯樹脂平均分子量的測定

對丙烯酸酯樹脂的分子量大小測定，首先需要進行破乳。用甲醇去除其中的小分子雜質(zhì)，進行真空干燥之后取一定量的丙烯酸酯樹脂，使用藥劑溶解之后再通過凝膠滲透色的方式測定分子大小。

三、研究丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量影響因素的實驗結果

（一）聚合反應溫度的影響

保持其他條件不便的情況下，通過改變反應溫度，對丙烯酸酯樹脂的分子大小產(chǎn)生影響。通過實驗數(shù)據(jù)所得，隨著反應溫度的升高，丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量隨之下降。通過各溶液相互混合來得到的丙烯酸酯樹脂，是一種典型的自由基聚合反應，反應過程包含了鏈的引發(fā)、增長和終止幾個過程。隨著溫度的升高，聚合度隨之降低，由于溫度可以改變分子的運動速度，但是引發(fā)劑的分解速度與活性又大于鏈條的活化性能，所以，隨著溫度升高，引發(fā)劑的分子運動速度加快、性能提升，有更多的自由基形成，增加了鏈的增長濃度，所以，丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量隨之降低。

（二）引發(fā)劑濃度的影響

在溶劑和其他單體計量保持不便的情況下，聚合反應的溫度一般為90℃，通過改變引發(fā)劑濃度進而對丙烯酸酯樹脂的相對分子量產(chǎn)生影響。從實驗數(shù)據(jù)得出，隨著引發(fā)劑濃度的增加，丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量減小。當引發(fā)劑的濃度增加時 ，保持其他條件不變，則鏈的自由基增多，大分子的數(shù)量增加，丙烯酸酯樹脂的平均分子質(zhì)量隨之下降。另外，當溶液中的引發(fā)劑濃度增加時，隨之形成的大量自由基會同單體共同參與反應，引發(fā)更多的鏈和鏈的終止反應，進一步造成分子質(zhì)量的減小。

（三）單體濃度的影響

隨著單體的濃度增加，鏈的增長速度也隨之加快，丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量隨之增大。隨著較高單體濃度的增加，鏈的增長速率增加的同時終止的概率也在增加，所以相對分子量也有減小的可能性，但兩者相比，還是增長速率的影響要大過終止概率的影響。所以，總體來說，丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量隨著單體濃度的增加而增大。

（四）溶劑的影響

在聚合反應制備丙烯酸酯樹脂的過程中，保持其他條件恒定，溶劑的總量保持不變，通過改變?nèi)軇┑姆N類和成分而對丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量產(chǎn)生影響。當溶劑的濃度相同時，醋酸丁酯和苯的混合溶劑所制備的產(chǎn)品相對分子質(zhì)量較大，而使用醋酸丁酯和異丙苯的混合溶劑所得產(chǎn)品的相對分子量較小。

（五）MMA加量的影響

保持其他實驗條件不便，通過改變MMA的加量進而對丙烯酸酯樹脂的分子大小變化進行研究。從實驗結果來看，隨著MMA加量的增加，丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量減小。反應過程中，MMA的自由基相比其他物質(zhì)更容易發(fā)生轉移反應，形成更多的MMA，在聚合過程中，鏈轉移概率增加，導致丙烯酸酯樹脂的相對分子質(zhì)量降低。

結語

通過本文對影響丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的因素研究，研究結果表明，隨著單體濃度的增加，丙烯酸酯樹脂的分子質(zhì)量會隨之增加；而聚合反應的溫度越高、引發(fā)劑濃度越高、甲基丙烯酸丙烯酸甲酯含量的越高，則丙烯酸酯樹脂的分子質(zhì)量則越低。在苯和醋酸混合液的溶劑中，樹脂相對分子質(zhì)量最大，在醋酸丁酯和異丙苯的混合溶劑中，樹脂相對分子質(zhì)量最小。如果在反應過程中加入少量的2-乙醇，則可以明顯的降低樹脂的相對分子質(zhì)量，在實踐中，可以根據(jù)實驗需求的不同采用不同的溶劑進行反應。

參考文獻

[1]陳立軍，陳麗瓊，張欣宇，等.影響丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的因素研究[J].中國膠粘劑，2016 （15）：11-14.

[2]孫志娟，張心亞，黃洪.高固體分丙烯酸酯樹脂相對分子質(zhì)量的因素研究[J].涂料工業(yè)，2015（6）：216-216.

[3]劉敏，宋洋，朱華，等.水性丙烯酸改性環(huán)氧樹脂性能的影響因素研究[J].上海涂料，2015（6）：309-309.

[4]鄧風陽，楊柳.丙烯酸酯樹脂的分子量測試及表征的影響因素研究[J].廣東化工，2013 （12）：106-106.endprint