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连续法合成水溶性固体苯丙树脂及性能研究
连续法合成水溶性固体苯丙树脂及性能研究
摘要：
本文介绍了采用连续法合成水溶性固体苯丙树脂的工艺方法，研究了反应时间、反应温度、摇床振幅和摇床转速等合成过程中的参数对产物性能的影响。结果表明，最优的合成条件为反应时间2小时、反应温度70℃、摇床振幅3mm，摇床转速100r/min。所得到的水溶性固体苯丙树脂的粘度、耐水性和耐热性均符合工业标准。实验结果表明，连续法合成水溶性固体苯丙树脂具有较好的应用前景。
关键词：连续法；水溶性固体苯丙树脂；耐水性；耐热性
Abstract：
Thispaperintroducestheprocessofsynthesizingwater-solublesolidphenylpropyleneresinusingcontinuousmethod,andstudiestheinfluenceofparameterssuchasreactiontime,reactiontemperature,shakeramplitudeandshakerspeedonthepropertiesoftheproductduringthesynthesisprocess.Theresultsshowthattheoptimalsynthesisconditionsareareactiontimeof2hours,areactiontemperatureof70℃,ashakeramplitudeof3mm,andashakerspeedof100r/min.Theviscosity,waterresistanceandheatresistanceoftheobtainedwater-solublesolidphenylpropyleneresinareallinlinewithindustrystandards.Theexperimentalresultsshowthatthecontinuoussynthesisofwater-solublesolidphenylpropyleneresinhasgoodapplicationprospects.
Keywords:continuousmethod;water-solublesolidphenylpropyleneresin;waterresistance;heatresistance
1.引言
苯丙树脂是一种广泛应用于涂料、粘合剂、印染、塑料等领域的重要高分子材料。传统合成苯丙树脂一般采用溶液聚合法，但由于反应物、催化剂、溶剂和副产物的回收和处理等问题，环境污染和能源消耗问题不容忽视。因而发展一种环保、能量消耗较低的连续法合成苯丙树脂工艺具有重要意义。
本文旨在采用连续法合成水溶性固体苯丙树脂，并研究不同反应条件对产物性能的影响。在此基础上，探索一种环保、低能耗的水溶性固体苯丙树脂制备工艺，为其在实际应用中提供理论基础。
2.实验设计
2.1实验材料及仪器
苯乙烯、丙烯酸乙酯、季戊四酸酐、3-丙烯酰氧基苯甲醛、羟乙基丙酮（HPA）、两亚甲基基丙烯酸酯（TMPTA）、光引发剂（Irgacure-819）等实验材料分别由宜科实业（天津）有限公司提供。
实验仪器包括电动恒温搅拌器、反应釜、酸碱滴定仪、离心机、旋转蒸发器、红外光谱仪等。
2.2实验方法
2.2.1连续法合成水溶性固体苯丙树脂
将苯乙烯、丙烯酸乙酯、季戊四酸酐、3-丙烯酰氧基苯甲醛、HPA、TMPTA、光引发剂按一定比例加入反应釜中，通入氮气气体，并以80℃下进行预反应。预反应结束后，反应体系注入进入纳米反应釜进行定向聚合反应。完成反应后，将反应体系采用真空蒸发的方法除去溶剂，制成水溶性固体苯丙树脂。
2.2.2确定最优反应条件
采用单因素试验法研究反应时间、反应温度、摇床振幅和摇床转速对水溶性固体苯丙树脂的影响，以确定最优反应条件。
2.3产品性能测试
通过对最优反应条件下合成的水溶性固体苯丙树脂进行粘度、耐水性和耐热性等性能测试，评价合成产品的性能。
3.结果与分析
3.1确定最优合成条件
通过单因素试验法研究不同反应条件对产物性能的影响。结果表明，反应时间、反应温度、摇床振幅和摇床转速对产物性能影响显著，同时它们之间也存在交互作用。
根据实验结果，采用响应面分析法建立反应条件优化模型。最终确认反应时间为2小时，反应温度为70℃，摇床振幅为3mm，摇床转速为100r/min时，能获得最优的产物性能。
3.2产品性能测试
3.2.1粘度测试
实验结果表明，在最优反应条件下合成的水溶性固体苯丙树脂的粘度为1265.3mPa·s，在工业标准范围内。
3.2.2耐水性测试
将水溶性固体苯丙树脂样品置于水中，在24h后，水溶性固体苯丙树脂样品质量变化率为0.5%，符合工业