基于间十五烷基酚聚酯型超分散剂研究

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofdoctorResearchonpolyestertypehyperdispersantsbasedon3一pentadecylphenolByWeiLiuSupervisor：Prof．GuojiLiuChemicalTechnologySch001ofChemicalEngineeringandEnergy一一一May2014原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的

2、成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：刮辞胁。俨<月‘日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其

3、他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位做作者：刻钵日期：D忏年乡月g日摘要随着化石资源的日益枯竭，如何利用可再生资源己引起全世界的关注。腰果壳提取液的催化加氢产物是间十五烷基酚(PDP)，能够替代石油类酚，属绿色可再生资源。基于PDP间位长链烷烃空间自由体积大的特性，本文将其作为超分散剂的溶剂化链段，能够提供较大的空间位阻效应，设计合成丙烯酸聚酯型和端氨基嵌段聚酯型超分散剂。研究分散剂

4、制备方法和工艺条件，并对两种新型超分散剂的分散效果及吸附性能进行研究。以PDP和丙烯酰氯为原料，咪唑类离子液体为催化剂，三乙胺为敷酸剂，制备间十五烷基丙烯酸苯酯(PDPA)单体，通过红外、核磁、质谱和元素分析确认结构。利用响应面分析法对PDPA的合成工艺条件进行优化，得适宜工艺条件为：咪唑类离子液体用量2．02％，底物摩尔配LP,n(丙烯酰氯1：n(PDP)=1．15：1，反应时间8．25h，反应温度57℃。在此工艺条件下，PDPA的收率可达87％。对PDP与丙烯酰氯的酯化反应进行动力学研究，得无催化剂和无缚酸剂

5、条件下，酯化反应动力学方程为：—-6．4敏—104兰：!坚!尘，．=1．78x106P盯C爿CB一2．25x103e盯CcCD在离子液体催化和三乙胺为缚酸剂下，酯化反应动力学方程为：一339xl酽r=5．05x103e甩C#B测定PDPA在乙醇和甲醇混合溶剂以及甲苯等六种有机溶剂中273K～297K范围内的溶解度。利用Apelblat方程和M方程模型对所测溶解度数据进行关联，结果显示Apelblat模型优于地模型。采用Apelblat方程和范德霍夫方程对溶解过程的溶解熵和溶解焓进行计算，表明溶解过程都是熵驱动的自

6、发过程。由基团贡献法估算PDPA的溶度参数，对不同溶剂中PDPA的溶解度大小进行比较。通过自由基无规共聚，合成PDPA、甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸丁酯(BA)三元聚酯型超分散剂，其制备适宜工艺条件为：偶氮二异丁腈(AIBN)用量为单体总质量2％；链转移剂用量为AIBN等摩尔比；反应温度70。C；反应时间8h。采用红外光谱和核磁氢谱对聚合物进行结构表征。研究PDPA／MAA／BA三元聚酯型超分散剂对钛白粉分散体系黏度和细度影响，结果表明：其适宜的重均分子量为6000左右；三种单体质量配比为PDPA：MAA：BA=

7、I．2：1：10；钛白粉体系(固含量30％)黏度可降低到50mPa·S，细度可达20lam。在303K、313K、323K温度下，甲苯、异丙醇和乙酸乙酯三种溶剂中钛白粉对丙烯酸聚酯型超分散剂的等温吸附数据用四种常用模型进行拟合比较，结果摘要表明Fritze．Schlunder模型拟合最好。钛白粉吸附超分散剂前后红外光谱无变化，说明钛白粉对丙烯酸聚酯型超分散剂在三种溶剂中的吸附主要为物理吸附。由Dubinin-Radushkevich方程计算结果表明，钛白粉在三种溶剂中对丙烯酸聚酯型超分散剂的平均自由吸附能在2．0

8、9～3．1lkJ·mol’1之间，远小于化学吸附平均自由吸附能，证实吸附过程主要是物理吸附。碳黑是最难分散的颜料之一，为达到在溶剂体系中分散碳黑的目的，本课题结合PDP的分子结构特点，设计合成一种新型的嵌段聚酯型超分散剂。首先，以PDP引发己内酯开环聚合，制备端羟基聚酯，适宜工艺条件为：钛酸丁酯为催化剂，用量为5％0；反应温度110℃；反应时间16h。然后，马来酸酐与端羟