丙烯酸—衣康酸共聚物助洗劑的合成及性能研究.pdf

1、長期以來，合成洗滌劑一直使用三聚磷酸鈉(STPP)作為助洗劑，雖然效果很好，但對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重破壞，引起水體“富營養(yǎng)化”，從而導(dǎo)致水質(zhì)惡化，水生物大量死亡。因此，從上個(gè)世紀(jì)七十年代開始許多國家相繼頒布法令、法規(guī)實(shí)行禁磷、限磷。因而開發(fā)無磷助洗劑已成為洗滌劑行業(yè)研究的熱點(diǎn)。 聚羧酸鹽是新一代的無磷助洗劑，目前國內(nèi)外研究得較多的主要是聚丙烯酸鹽和丙烯酸—馬來酸的共聚物鹽(MA—Co—AA)。它們具有去污力較強(qiáng)、抗硬水能力好、無毒

2、等優(yōu)點(diǎn)，但助洗性能不及三聚磷酸鈉，且降解性不好，因而在環(huán)境中長期積累也會(huì)引起環(huán)境問題。因此，開發(fā)助洗性能更好、可降解性好的聚羧酸鹽具有重要意義。 許多的研究結(jié)果表明，聚羧酸鹽的助洗效果與其分子鏈中的羧基含量有關(guān)，羧基含量越高，電荷密度越大，螯合分散性能就越好。因此，通過與含兩個(gè)羧基的馬來酸酐單體共聚，可以提高聚羧酸鹽的助洗效果。但馬來酸的兩個(gè)吸電子羧基分別與兩個(gè)雙鍵碳原子相連，形成對稱結(jié)構(gòu)，致使其聚合活性低，在共聚物中的量比不能

3、太大，因而助洗性能的提高受到限制。衣康酸也是含兩個(gè)羧基的單體，但為非對稱結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)羧基通過亞甲基與雙鍵碳相連，因而聚合活性較高。因此，以它為共聚單體，可向聚羧酸鏈中引入更多的羧基，因而有可能制得助洗性能更好的聚羧酸鹽。另外，衣康酸聚合物具有良好的生物降解性。因此，衣康酸．丙烯酸共聚物(IA—Co—AA)可能成為更為環(huán)境友好的助洗劑。為此，本論文對IA—Co—AA的合成及助洗性能進(jìn)行了研究。 對采用水溶液聚合工藝合成IA—Co

4、—AA進(jìn)行了研究，并詳細(xì)考察了各種工藝參數(shù)的影響，并與MA—Co—AA和IA—Co—MA—Co—AA進(jìn)行了比較。研究結(jié)果表明，單體配比對IA—Co—AA的螯合力影響較大，隨IA用量增加，螯合力增加，但I(xiàn)A用量過大時(shí)，因聚羧酸的分子量太小，單個(gè)聚羧酸分子所含電荷較少，螯合力反而下降；過硫酸銨用量對聚合物的特性粘度有較大的影響，過硫酸銨用量增加，特性粘度顯著降低，即聚合物的分子量顯著降低。反應(yīng)溫度對聚合物特性粘度有較大的影響，隨著反應(yīng)溫度升

5、高，聚合物特性粘度下降。反應(yīng)溫度對單體的轉(zhuǎn)化率有些影響，溫度過低，引發(fā)劑分解慢，造成聚合不完全，單體轉(zhuǎn)化率降低。溫度過高，引發(fā)劑分解太快，造成部分自由基無效消耗，因而單體轉(zhuǎn)化率也降低。IA—Co—AA的較佳條件是：反應(yīng)溫度為80～85℃，過硫酸銨用量為單體總質(zhì)量的6.67％，IA占總單體的摩爾分?jǐn)?shù)為22％，丙烯酸和過硫酸銨的滴加時(shí)間約為2.5h，保溫時(shí)間為3.5h，總反應(yīng)時(shí)間為6h。 助洗性能研究結(jié)果表明，IA—Co—AA的去污

6、力、抗污垢再沉積能力、鈣皂分散力和對Ca2+的螯合力明顯好于MA—Co—AA、IA—Co—MA—Co—AA和STPP；IA—Co—AA對CaCO3粉末的分散能力明顯低于MA—Co—AA和IA—Co—MA—Co—AA，但好于STPP；IA—Co—AA的pH緩沖能力略大于MA—Co—AA和IA—Co—MA—Co—AA，明顯高于STPP；IA—Co—AA的表面活性比MA—Co—AA和IA—Co—MA—Co—AA的低；IA—Co—AA，但它們均