本文介绍了新一代无烷基酚非离子表面活性剂。新型表面活性剂具有环境相容性，在聚合和聚合后稳定过程中表现出有效的性能。这些液体表面活性剂满足严格的物理化学性质、法规符合性和性能要求。它们表现出较低的冻结温度，良好的水混溶性，最小的凝胶相形成和低粘度在高固体含量。新型表面活性剂在室温下是透明的高固体液体，易于处理，在聚合过程中非常有效，可提供整体乳胶稳定性。本文重点研究了它们的化学、物理性能以及在建筑涂料中丙烯酸模型配方中的性能。
简介
前几代非离子表面活性剂(Disponil®As和Disponil AFXs)以及本文介绍的新型表面活性剂是为了响应日益增加的全球环境保护法规和逐步淘汰烷基酚聚氧乙烯酯(ape)使用的建议而开发的。本文介绍的两种新型高hlb非离子表面活性剂，即diponil AFX 4061和diponil AFX 4070，在满足环境要求的同时，还提供了有效的乳液聚合性能。此外，它们是非常有效的聚合后乳胶稳定剂或表面活性剂添加剂的涂料和粘合剂配方。与前几代类似，这些新型乳化剂的引入响应了乳液聚合和涂料行业对生态可接受和有效的非离子乳化剂的需求。188BET竞彩
表面活性剂组成及性能
表1显示了两种新型非离子表面活性剂:迪ponil AFX 4061和迪ponil AFX 4070的组成和性能。选择的Disponil a和afx也被包括在其中进行比较。所有列出的表面活性剂中的疏水分子都是脂肪族的。这部分分子是基于C12-14天然脂肪醇或合成醇以及primary和secondary异构醇。Disponil AFX 4061和Disponil AFX 4070的一些最重要的功能可以列出如下:
- 无烷基酚(无ap);
- 生物降解;
- 在低温下更容易处理;
- 高固含量60%、70%;
- 最小的凝胶相形成;
- 60%和70%的低冰点范围为-5ºC至-9ºC;
- 在零度以下和室温下的透明高固体液体;
- 优良的水混溶性;而且
- 低粘度。
乳液聚合性能
乳液聚合的机理以及表面活性剂的作用已在许多出版物中进行了讨论。1-4在模型配方中广泛的表面活性剂筛选表明，新型乳化剂在丙烯酸配方中非常有效。表2显示了将一种非离子乳化剂与用于控制粒径的阴离子烷基醚硫酸钠diponil FES 32结合制成的热丙烯酸乳液的物理性能。结果表明，有效的表面活性剂组合在粒径控制、混凝物含量和整体稳定方面的作用。所有乳胶均表现出理想的小粒径、低凝聚度、机械稳定性和冻融稳定性。
虽然用无烷基酚(AP)表面活性剂取代烷基酚(AP)的趋势越来越大，但在北美，辛基酚-40 (OP-40)仍然广泛应用于许多不同的涂料应用中。表2中列出的结果显示OP-40与Disponil AFX 4061和Disponil AFX 4070之间具有显著的性能相似性。这些结果清楚地表明，这两种表面活性剂都是OP-40的合适替代品。
乳胶稳定性:聚合后稳定
乳液聚合物和涂料生产商正在努力在广泛的乳液和涂料中取代OP-40和类似的ap基表面活性剂。这些努力的一些最重要的推动因素是北美新一波的环境意识和提高可持续性的努力，加拿大的监管压力，旧的欧洲法规，以及全球化配方的建议和趋势。表面活性剂后添加通常是必要的，以稳定具有高无机填料含量的乳胶配方，如建筑和交通涂料，以及纸张和粘合剂涂料。表面活性剂分子的一个基本性质是它们在界面上定向和吸附的能力。在乳胶体系中，大部分表面活性剂吸附在颗粒与水的界面上。这种吸附是一个有利于系统总自由能降低的热力学过程。表面活性剂分子的吸附层对乳液在聚合过程中和聚合后过程中的稳定性至关重要。众所周知，胶体的稳定取决于粒子之间的吸引力和排斥力的相互作用。静电斥力稳定和空间或空间稳定是絮凝的两个最重要的障碍。添加含有二价金属离子(如钙、镁和锌)的无机填料，通过破坏聚合物颗粒周围的电双层，产生快速絮凝。这减少了在乳液聚合过程中通常使用的吸附阴离子表面活性剂分子之间的静电排斥。
一种实用的恢复稳定性的方法是添加高hlb表面活性剂，特别是聚氧乙烯化非离子乳化剂。亲水聚氧乙烯链通过定向和向水相延伸提供空间稳定性。这就阻止了粒子进入相互吸引的有效空间。此外，有人提出，这种类型的稳定的有效性是由于氢键的相互作用和水化聚氧乙烯链的高局部粘度，它作为一个保护盾，防止絮凝。5-10
高hlb非离子表面活性剂的特点是界面吸附的表面活性剂分子量少，界面截面积大。这些特性使它们成为理想的聚合后稳定剂。以聚后稳定剂为研究对象，研究了聚后稳定剂afx4061、afx4070和OP-40。在本讨论中，乳胶对二价阳离子的稳定性，从而系统的静电稳定性，是通过乳胶对氯化钙滴定的稳定性来测量的。
聚合后稳定性研究结果见表4。在无静电稳定性的情况下，测定在模型丙烯酸乳液中添加0.25%、0.50%和1%非离子表面活性剂后形成的凝乳量，是评价乳液稳定性的主要方法。在加入非离子表面活性剂后，再加入5%氯化钙溶液。采用主阴离子乳化剂SLS或烷基醚硫酸钠表面活性剂制备了模型丙烯酸乳液。表4显示了稳定后的结果。在乳液中加入0.25%的非离子表面活性剂后，不形成凝乳。与OP-40相比，Disponil AFX 4061和Disponil AFX 4070的优异性能清楚地表明，它们可以在商业应用中取代OP-40。
在以前的研究中，已经观察到表面活性剂作为聚合后稳定剂的效率和效果是系统依赖的。据观察，某些以大量阴离子表面活性剂作为主要乳化剂制成的乳液，可能需要添加1%以上的非离子表面活性剂才能恢复静电稳定性。
总结
本文给出的实验结果说明了新型diponil AFX 4061和diponil AFX 4070的效率和有效性。它们可以用于各种应用，既可以有效地提高不同表面和界面的吸附，也可以有效地稳定乳化聚合物。这种新一代非离子表面活性剂不含ap，可生物降解，高固含量下粘度低，透明，在低温下易于处理。这些特性使它们在环境上可接受，并为开发新的无ap配方提供了机会。新的二苯腈乳化剂已被证明在聚合期间有效，并作为聚合后稳定剂取代了高环氧树脂承载ape和合成的仲醇乙氧基酯。本文在由南密西西比大学聚合物与高性能材料学院和南方涂料技术学会主办的水性研讨会上发表，2009，新奥尔良，洛杉矶。188金宝搏bet官网
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