Chemiker werden immer mehrere Fragen stellen, wenn sie gebeten werden, ein Rezept für eine Polymeremulsion für eine bestimmte Anwendung zu erstellen. In dieser zweiteiligen Serie werfen wir einen Blick auf die vier großen Fragen, die sie in diesen Situationen stellen.
Die erste Frage, die sich ein Chemiker bei der Entwicklung einer Rezeptur für eine Polymeremulsion stellt, lautet: "Welche Chemie?" Die Antwort auf diese Frage liegt darin, zu wissen, ob die Anwendung UV-Stabilität erfordert oder nicht. Hier ziehen Chemiker die Grenze zwischen einem Styrol-Butadien-Emulsionspolymer und einem reinen Acryl- oder Styrol-Acryl-Emulsionspolymer. Obwohl es einige Ausnahmen gibt, ist dies die allgemeine Faustregel in der Polymerchemie.
Viele Acrylemulsionen resultieren aus der Polymerisation von Methylmethacrylat und Butylacrylat. Angesichts der derzeitigen Kosten und des Mangels an Methylmethacrylat können Styrol-Acryl-Emulsionspolymere eine gute Alternative zu allen Acrylemulsionen sein, bei denen UV-Stabilität erforderlich ist. Styrol-Acryl-Emulsionen hingegen sind am häufigsten eine Polymerisation von Styrol und Butylacrylat.
Die zweite Frage, die sich ein Chemiker bei der Entwicklung eines Rezepts für eine Polymeremulsion stellt, lautet: „Welche Glasübergangstemperatur wird für die Anwendung benötigt?“
Bei der Entwicklung einer synthetischen Emulsionsrezeptur mit einer angestrebten Glasübergangstemperatur (Tg) sind zwei Faktoren zu berücksichtigen:
1) Zusammensetzung
2) Stabilität
Chemiker bestimmen die Zusammensetzung des Polymers durch die Auswahl der Monomere. Beispielsweise bestimmt das Verhältnis von Styrol (hart) zu Butadien (weich) die Glasübergangstemperatur der Emulsion. Je mehr Styrol ein Polymer hat, desto höher ist die Glasübergangstemperatur.
Das gleiche Konzept gilt für alle Acrylemulsionspolymere, aber Polymerchemiker können mehr als zwei Monomere verwenden, um eine spezifische Funktionalität in die Polymeremulsion einzubauen. Sie können andere Monomere in bestimmten Kombinationen von hart und weich verwenden, um eine bestimmte Glasübergangstemperatur zu erreichen.
Chemiker schließen Vinylcarbonsäuren und spezielle Monomere in die Rezeptur ein, um der Polymeremulsion Stabilität zu verleihen. Sie bauen diese Zusätze nicht innerhalb des Polymerrückgrats auf, sondern setzen sie auf der Oberfläche des Polymers ab. Im Allgemeinen werden Carbonsäuren und Spezialmonomere nicht in eine Rezeptur aufgenommen, wenn sie aufgrund der Anwendungsanforderungen nicht erforderlich sind.
Beispielsweise würde ein synthetischer Latex, der zur Verwendung in einer Zementformulierung bestimmt ist, keine (oder nur sehr wenige) Vinylsäuregruppen auf der Oberfläche des Polymers aufweisen, da ihre Anwesenheit das Abbinden des Zements verzögern würde. Wann würden Chemiker einem Rezept Vinylsäuregruppen hinzufügen? Vinylsäuren verleihen dem Polymer Reaktorstabilität. Die Säuren deprotonieren bei einem pH-Wert, der für die spezielle verwendete Säure charakteristisch ist, typischerweise zwischen etwa 4,5 bis 9,5, und verleihen dem Polymer im emulgierten Zustand mehr Stabilität. Es gibt einen Balanceakt zwischen Oberfläche und Bedeckung mit der Ladung der Emulsion, um das Polymer stabil zu halten. Wenn ein Emulsionspolymer nicht ausreichend stabil ist, kann einiges passieren. Während der Polymerisation erzeugt der Durchlauf hohe Abfallmengen, da instabile Partikel kollidieren und zusammenkleben – dies wird als Agglomeration bezeichnet. Bei genügend Kombinationen bildet sich ein Teilchen, das so groß ist, dass es keine Emulsion mehr ist. Die andere Möglichkeit besteht darin, dass die gesamte Emulsion kollabiert und im Wesentlichen ein Partikel aus allen vorhandenen polymeren Feststoffen bildet – dies ist die Koagulation.
Wenn Vinylcarbonsäuren nicht genügend Stabilität bieten, können Chemiker sterische Stabilisatoren hinzufügen, bei denen es sich um große und sperrige Moleküle handelt. Sie verwenden synthetische Emulsionspolymere mit sterischen Stabilisatoren in Formulierungen, die eine hohe Scherstabilität oder eine hohe Füllstoffbeladungsstabilität erfordern. Beispiele umfassen Formulierungen, die durch Sprühen oder eine Hochgeschwindigkeitspresse aufgetragen werden.
Eine andere Möglichkeit, einer Polymeremulsion Stabilität zu verleihen, besteht darin, Tenside zuzusetzen, die nicht an der Oberfläche des Polymers haften. Tenside verleihen der Emulsion Stabilität bei niedriger Scherung, aber bei höherer Scherung wird das Tensid abgestreift und in die Wasserphase der Emulsion verdrängt. Ein System, dessen Viskosität bei erhöhter Scherung überproportional abnimmt, wird als thixotrop bezeichnet. Dies ist bei vielen Latices üblich. Es kann mit einem System verglichen werden, dessen Viskositätsänderung bei Scherung linear ist, das als Newtonsche Flüssigkeit bekannt ist. Während der Polymerisation verwendete Tenside können entweder anionisch oder nichtionisch sein. Für Chemiker ist es üblich, ein Verhältnis von nichtionischen und anionischen Tensiden für die Reaktionsstabilität zuzugeben. Während der Polymerisation verwenden sie typischerweise anionische Tenside, aber einige Produkte können auch nichtionische Tenside enthalten. In einigen seltenen Fällen werden kationische Tenside mit Emulsionspolymeren für Endanwendungen wie die Asphaltmodifizierung verwendet. Nach der Reaktion sind nachgeschaltete Tenside häufig nichtionisch, können jedoch je nach Endanwendung nicht erforderlich sein.
Wenn Sie mehr erfahren möchten, nehmen Sie bitte Kontakt mit uns auf.
Danke und beste Grüße,
Lin Yang (Frau)
-------------------------------------------------- --------------
ZHEJIANG RUICO ADVANCED MATERIALS CO., LTD. (LAGERNR.: 873233)
Hinzufügen: No.188, Liangshan Road, Stadt Linghu, Bezirk Nanxun, Stadt Huzhou, Provinz Zhejiang, China 313018
Wechat: 86 15268247664
Telefon: 86 (572) 2903236
Fax: 86 (572) 2905222
Email: [email protected]
Zhejiang Ruico Advanced Materials Co., Ltd ist ein professioneller Acrylharzhersteller und Flammschutzmittelfabrik, unser Unternehmen wurde 2012 gegründet. 2019 in China gelistet, Ruico ist ein nationales High-Tech-Unternehmen, hat das ISO9001-Qualitätsmanagementsystem bestanden, verfügt über ein Forschungs- und Entwicklungszentrum auf Provinzebene, hat Akademiker, Doktoranden und andere Techniker mit insgesamt 35 Mitarbeitern eingestellt, hat 42 Patente und ist der Regelhersteller nationaler Flammschutzstandards.
Anwendung Nachhaltigkeit
English
España
русский
Deutsch
No.188, Liangshan Road, Stadt Linghu, Bezirk Nanxun, Stadt Huzhou, Provinz Zhejiang, China
+86 (572)
2903236
+86 (572)
2905222
+86 15088303595
+86 15088303595
