聚丙烯酸鈉在活性染料上染中的應(yīng)用

聚丙烯酸鈉在活性染料上染中的應(yīng)用

聚丙烯鈉作為一種功能性的高科技材料，廣泛應(yīng)用于紡織、造紙、化工等行業(yè)。而且不同分子量的聚丙烯酸鈉起著各自不同的作用:低分子量的聚丙烯酸鈉主要起分散劑的作用;中分子量的聚丙烯酸主要其增稠的作用;高分子量的聚丙烯酸鈉主要起絮凝劑的作用。在染整行業(yè)中,活性染料上染織物后,織物上存在一定量的未固著的染料和水解染料,這些未固著的染料和水解染料必須要經(jīng)過皂洗去除,否則會(huì)影響織物的色牢度。我們知道,高分子聚合物有很好的分散性和一定的抗再沾污性,主要通過與未固著的染料進(jìn)行絡(luò)合作用,清除織物表面的浮色。基于上述分析,要想有效的去除織物表面的浮色,這種聚合物必須要具備較強(qiáng)的分散能力,能有效的進(jìn)行吸附,分散、絡(luò)合等。因此,本文對低分子量的聚丙烯酸鈉的合成進(jìn)行了分析。1實(shí)驗(yàn)部分1.1化學(xué)試劑及其試劑試劑:丙烯酸,分析純,成都市科龍化工試劑廠;異丙醇,分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;過硫酸銨[(NH4)2S2O8],分析純,天津市福晨化學(xué)試劑廠;氫氧化鈉(NaOH),分析純,上海實(shí)驗(yàn)試劑有限公司。儀器:水浴鍋、運(yùn)動(dòng)粘度計(jì)、燒杯、三口瓶、冷凝管、溫度計(jì)、滴液漏斗、攪拌器。1.2實(shí)驗(yàn)步驟1.2.1引發(fā)劑為單一溶劑法在裝有攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗的三口瓶中,加入去離子水和一定量的異丙醇,在水浴鍋上加熱到一定溫度,然后配制一定量的引發(fā)劑和丙烯酸的混合溶液,加入到滴液漏斗中,控制滴加速度,在2h內(nèi)滴加完畢,然后再保溫反應(yīng)2h,冷卻至50℃,在不斷攪拌的情況下加入一定量的濃度為30%的NaOH水溶液,中和至pH值為7～8,然后換成蒸餾裝置加熱蒸餾出鏈轉(zhuǎn)移劑和水的混合物,回收循環(huán)使用。1.2.2溫度-溶劑體系采用運(yùn)動(dòng)粘度計(jì),以0.2mol/L的NaOH作為溶劑,將聚丙烯酸鈉配制成一定濃度的溶液,在(30±0.5)℃下分別測定溶劑和溶液流出時(shí)間,按下式分別求出[η]和M:對于本試驗(yàn)所采用的溫度-溶劑體系,其中兩個(gè)參數(shù)k,α分別為0.176mL/g、0.6,即M=η/0.176???????√0.6Μ=η/0.1760.6。1.2.3固含量固含量為0.10%干燥前后恒重后恒重品質(zhì)稱取一定量的產(chǎn)品,置于110℃恒溫箱內(nèi),待干燥至恒重后,記錄其重量,并按下式計(jì)算固含量:固含量=干燥后恒重樣品重量×100%=干燥后恒重樣品重量×100%2結(jié)果與討論2.1引發(fā)劑用量的影響首先確定聚合溫度為75℃,單體用量25g,鏈轉(zhuǎn)移劑用量4.5g,考察引發(fā)劑用量對分子量的影響。由表1可知,隨著引發(fā)劑量的增加,相對分子質(zhì)量逐漸降低,但是當(dāng)引發(fā)劑用量到1.75后,相對分子質(zhì)量有增加的趨勢。動(dòng)力學(xué)鏈長與引發(fā)劑濃度平方根成反比,即引發(fā)劑濃度越大,分子量越小。這是因?yàn)橐l(fā)劑用量小時(shí),分解出的自由基數(shù)目少,有利于多個(gè)單體聚合在同一條分子鏈上,從而導(dǎo)致聚合物分子量較大,增加引發(fā)劑用量后,此時(shí)分解出更多的自由基,出現(xiàn)更多的聚合活性點(diǎn),這時(shí)單體分別聚合在不同的分子鏈上,所以聚合物分子量降低。但是隨著引發(fā)劑用量的繼續(xù)增加,聚合反應(yīng)速率較快,導(dǎo)致單體迅速的聚集在一起,使得聚合物分子量又有一定程度的提高。2.2單體用量對聚合物聚合反應(yīng)的影響確定引發(fā)劑用量為單體用量的7%,其他量不變,通過改變單體用量,來考察單體用量對分子量的影響。由表2可知,隨著單體用量的增加,聚合物相對分子質(zhì)量先降低后升高。按照自由基聚合的動(dòng)力學(xué)理論,增大單體濃度,則聚合速度加快,分子量增高。起初單體濃度較低,聚合速度較慢,導(dǎo)致反應(yīng)不完全,但是隨著單體濃度的升高,聚合速度加快,分子量增高,但是如果濃度過大,由于反應(yīng)劇烈,巨大的反應(yīng)熱不能及時(shí)傳出,反而影響聚合物的性能。因此選擇單體用量為25g。2.3析鏈轉(zhuǎn)移劑的影響確定單體用量為25g,引發(fā)劑為單體用量的7%(1.75g),溫度75℃,變化鏈轉(zhuǎn)移劑的量,來分析鏈轉(zhuǎn)移劑對聚合物分子量的影響。由表3可知,隨著鏈轉(zhuǎn)移劑用量的增加,聚合物的相對分子質(zhì)量不斷減小,在鏈轉(zhuǎn)移過程中,終止了鏈增長自由基,使得聚合物的相對分子質(zhì)量降低。而且隨著異丙醇用量增大,鏈增長反應(yīng)速度常數(shù)越大,每個(gè)活性中心從引發(fā)到終止所消耗的單體定義的動(dòng)力學(xué)鏈長越小,即這種終止鏈增長的作用越明顯。2.4聚合物溫度的影響確定單體用量25g,引發(fā)劑用量1.75g,鏈轉(zhuǎn)移劑用量為7.5g,通過改變溫度,來分析溫度對聚合物分子量的影響。由表4可知,隨著聚合溫度的升高,聚合物分子量是逐漸減小的。聚合溫度對分子量的影響,主要表現(xiàn)在它對引發(fā)劑分解速度的影響,當(dāng)聚合的溫度升高時(shí),引發(fā)劑分解速率提高。由于聚合溫度升高時(shí),導(dǎo)致引發(fā)劑產(chǎn)生更多的自由基,使得反應(yīng)單體在不同的分子鏈上聚合的趨勢增加,從而使得相對分子質(zhì)量降低。3聚丙烯酸鈉的合成工藝引發(fā)劑用量、聚合溫度、單體用量、鏈轉(zhuǎn)移劑用量對聚丙烯酸鈉的相對分子質(zhì)量都有一定程度的影響,應(yīng)選擇合理的合成工藝條件,合成相對分子質(zhì)量較低