聚乙烯蜡的亲水改性及乳化研究

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1、分类号：TQ645.9单位代码：10190研究生学号：201506051密级：公开硕士学位论文吴迪2018年6月聚乙烯蜡的亲水改性及乳化研究StudyontheHydrophilicModificationofPolyethyleneWaxandIt’sEmulsification硕士研究生：吴迪导师：曹春雷副教授申请学位：工学硕士学科：材料学（高分子）所在单位：化学工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要聚乙烯蜡(PEW)是一种低分子量的聚烯烃类合成蜡，具有无毒、无味、无腐蚀、化学性质稳定

2、、耐磨性好、硬度高等优点而广泛应用于工业领域。聚乙烯蜡常温下为固体，使用不便，为此通常将聚乙烯蜡作成乳液使用。但PEW为非极性物质，本身不溶于水，不能直接乳化，所以需要在外力的作用下，借助乳化剂的定向吸附作用方可将聚乙烯蜡分散成乳液。通常乳化过程中需要加入大于15%的乳化剂，由于乳化剂价格远高于聚乙烯蜡，大量乳化剂的使用导致产品的成本较高。此外，通过这种方法制备的蜡乳液稳定性较差，在储存和运输过程中容易发生破乳，所以限制了PEW的应用。鉴于目前工艺的不足及储存和运输方面的问题，本文探索了通过对聚乙烯蜡进行马来酸酐(P

3、EW-g-MAH)接枝改性后皂化制备了自乳化聚乙烯蜡的可行性。通过研究PEW-g-MAH接枝共聚物的合成，其皂化产物乳化性与接枝率的关系及PEW-g-MAH皂化产物的自乳化条件对乳液性能的影响确定了合成自乳化聚乙烯蜡的工艺条件，并得出如下结论：（1）通过对聚乙烯蜡进行马来酸酐改性后皂化的方法可以制备自乳化的聚乙烯蜡。当聚乙烯蜡接枝马来酸酐(PEW-g-MAH)接枝共聚物的接枝率大于3.94%时，其皂化产物具有自乳化能力。PEW-g-MAH接枝共聚物皂化产物的自乳化能力随着接枝率的增加而增加。当接枝率大于6.58%时，

4、PEW-g-MAH接枝共聚物皂化产物通过自乳化可以形成分散良好、粒径分布均一且储存稳定的聚乙烯蜡乳液。（2）固含量和乳化温度是影响乳化性及乳液性能的主要因素。乳化温度为125~130°C、固含量为30~40%时，PEW-g-MAH接枝共聚物皂化产物通过自乳化可以形成分散良好且稳定的乳液。（3）PEW-g-MAH接枝共聚物皂化产物最佳乳化条件为：固含量40%，乳化温度130C，乳化时间30min，剪切速率5000r/min，在此条件下能够制备外观呈乳白色带微光，分散性好，长期稳定储存，粒径分布均一且尺寸为1.88μm

5、的自乳化聚乙烯蜡乳液。（4）皂化类型对PEW-g-MAH接枝共聚物皂化产物的自乳化性及乳液性能影响较大。PEW-g-MAH接枝共聚物与NaOH反应得到的皂化产物的自乳化性及乳液的稳定性最好。关键词：聚乙烯蜡接枝率皂化自乳化稳定乳液IAbstractAbstractPolyethylenewax,akindofpolyolefinwithlowmolecularweight,arewidelyusedinindustrialfieldsbecauseitsadvantagesofnon-toxic,tasteless,

6、non-corrosive,stablechemicalproperty,goodwearresistance,highhardnessandsoon.PEWisnoteasytouseasitexistsassolidatroomtemperature.Foreasytouse,PEWisusedintheformofemulsion.BecausePEWisnonpolaritypolymerandinsolubleinwater,itcannotbedirectlyemulsifiedwithwater.Usu

7、ally,itcanbeemulsificationundertheconditionofaddemulsifierandstirringwithexternalforce.Butthemethodneeds15-20%ofweightofPEWtobeadded.TheemulsionofPEWisusuallyexpensiveduetothepriceofemulsifierismuchhigherthanpolyethylenewax.Additionally,thestabilityofemulsionof

8、PEWpreparedbythemention-abovemethodispoorandeasy.ThesedefectsledtotheapplicationofPEWarelimited.Inviewofthedeficienciesofcraftprocessandthestorageandtransportationprocessoft