作者:Shinji Ozoe,研究工程師,Tosoh Finechem Corp.,日本
對苯乙烯磺酸鈉(SPINOMAR? NaSS)是通過溴中間體(圖解1)制造的水溶性單體。NaSS最具吸引力的特性是其出色的表面活性(圖1)、熱穩(wěn)定性(圖2)和自由基可聚合性(表1)。NaSS的主要用途是通過乳液聚合生產(chǎn)丙烯酸纖維。PolyNaSS?是NaSS的聚合單體,具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、透明度和分散性能,因此已被用作織物、分散劑、抗靜電劑、分離膜、阻垢劑和油田化學品等的涂飾劑1。
NaSS具有良好的聚合性能和表面活性,是丙烯酸酯乳液聚合的理想單體。2,3共價引入的磺酸鹽部分可顯著提高膠體的穩(wěn)定性(圖3)。





丙烯酸/苯乙烯乳液的配方如圖解2所述。所有反應均在氮氣環(huán)境下進行。
用攪拌機以5000轉(zhuǎn)/分的速度劇烈攪拌乳液10分鐘后未觀察到凝固現(xiàn)象,則判定為“良好”。將30 ml稀釋后的乳液(3 wt% 固體)放入100 ml量筒中,搖晃10次,然后測量泡沫體積。 在20℃下對約5mm厚的濕膜干燥20小時,并在70℃下進一步干燥2小時以制備樣品。將其切成20×20 mm的薄片,然后在硫酸干燥器中干燥20小時,再將試樣浸入20℃蒸餾水中48小時,通過增加的重量測量其吸水率。


機械穩(wěn)定性試驗中,所有標準樣品在10分鐘內(nèi)均觀察到了絮凝現(xiàn)象,但使用NaSS作為穩(wěn)定劑時,因為減少了非離子表面活性劑,樣品穩(wěn)定性顯著增強(圖4)。這可能是由于表面活性劑的減少增加了NaSS的溶合。乙烯基磺酸鈉(VS)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸鈉(APMS)的改善效果并不相同。使用NaSS的標準乳液的泡沫略低(圖5)。這表明,由于粒徑較小,自由表面活性劑的濃度可能較低。當NaSS用作穩(wěn)定劑時,通過減少非離子表面活性劑可以降低吸水率(圖6)。此外,逐步增加NaSS的添加量也能降低其吸水率。2本實驗表明,由于NaSS具有出色的聚合性和表面活性,其在機械穩(wěn)定性、泡沫和吸水率方面皆表現(xiàn)出了最佳性能,但仍有改進的空間,特別是在耐水性上。通過使用新單體,如苯乙烯磺酸鈉胺鹽或二乙烯苯磺酸鈉,我們目前正在進一步進行研究以改善其性能(表2)。1 Maitra, J. Am. J. Polym. Sci., 2014, 4 (2) 25-31. 2 Okubo, M. J. Adhe. Soc. Jap., 1982, 18 (12), 530-535. 3 Bilgin, S. Polymer 2017, 117, 64-75.