影响丙烯酸酯树脂相对分子质量的因素研究

邵卫东

摘 要：随着现代技术的不断提升和对各项技术研究的不断深入，丙烯酸酯树脂相对分子质量的研究水平也在不断提升。用溶液聚合法进行丙烯酸酯合成树脂，采用凝胶渗透色谱法对树脂的数均分子量进行测定。本文主要通过对影响丙烯酸酯树脂相对分子质量的因素研究，对单体浓度、聚合器反应温度、引发剂浓度等各项因素对相对分子大小的影响进行分析。

关键词：丙烯酸酯树脂；相对分子质量；影响因素

中图分类号：TQ031 文献标识码：A

随着技术的提升和性能研究的不断深入，丙烯酸树脂作为透明板材和有机玻璃制品、医用的高分子材料等获得了广泛的应用，丙烯酸酯具有良好的低温性能和光学性能，同时在具体应用中具有较强的粘附性和稳定性。分子量大小不同的丙烯酸酯树脂决定它不同的性能和适用范围，所以针对影响丙烯酸酯树脂相对分子质量的因素研究对其具体应用具有重要意义。

一、丙烯酸树酯基本简介

（一）丙烯酸树脂的应用

丙烯酸树脂是通过丙烯酸酯或者甲基丙烯酸酯通过自由基的聚合反应而生成的聚合物或者其他烯类单体生成的共聚物。丙烯酸树脂的分子结构中拥有众多的不饱和键，所以该分子产品具有良好的耐污染性和耐腐性等优点，同时在抗老化、耐热性、耐水性和耐酸碱性等方面也具有良好的表现。目前，丙烯酸树酯的应用范围正在不断的扩大，包含有机玻璃制品、透明板材和医用材料等等。

（二）丙烯酸酯树脂的分子量控制

决定着丙烯酸酯树脂性能的重要指标就是平均分子量大小，分子量的大小直接关系到树脂的产品质量。从聚合反应物的通性来看，产品的分子量大，树脂的物理性能良好，在保证产品的拉伸强度、延展率等方面一般都以大分子的树脂为最佳。但从丙烯酸酯树脂广泛的应用范围来看，不能一味的追求分子的大质量。丙烯酸酯树脂分子量的大小会直接影响到产品涂料配方的设计和涂抹的性能，一般来看，分子量越大的树脂产品，黏性就越强，从对产品的稀释到施工粘贴的过程中，产品的固体含量必然会降低。从涂料的固体成分来说，适用分子量较小的树脂效果最佳，因为这种情况时分子量越小产品的黏性就越低，另一方面，对耐久性和机械性能要求高的产品，对分子量的要求则是越高越高，这显然是矛盾的，所以在配方设计的时候，要注重两者效果和性能的平衡。

当用丙烯酸酯树脂作胶粘剂用途时，树脂分子量的大小对胶粘剂的黏性和剥离强度都具有一定影响。树脂的分子量越大，胶粘剂的黏性和剥离强度就越大。但从另一角度来看，分子量越大的胶粘剂黏度就越大，不利于胶粘剂喷涂使用，限制了胶粘剂的使用范围。所以，在具体的应用中，要对丙烯酸酯树脂的分子量大小进行合理的控制，以满足不同類型的需求。

二、研究丙烯酸酯树脂相对分子质量影响因素的实验过程

用溶液聚合法制备丙烯酸酯树脂的过程中，对树脂分子量大小的影响因素很多，例如反应的温度、引发剂的量、单体量和溶剂等等，本文将采用凝胶渗透色谱法对树脂分均分子大小进行测定，对各项因素对分子质量的影响规律进行系统研究，为丙烯酸酯树脂的具体应用提供分子量大小控制的相关理论依据。

（一）丙烯酸酯树脂的制备

对每个因素的影响分析要在保持其他变量不便的条件下，进行影响因素的变量控制。首先，要制备所需原材料丙烯酸酯树脂。在反应器中加入反应混合溶剂，在设备搅拌的过程中，使用加热套开始对容器进行加热，将配方按照混合单体逐步加入到漏斗中，等容器的温度能够达到回流状态，再将溶剂和混合单体在4小时之内加到反应溶液中，当混合单体添加完成之后，再加入少量的引发剂，继续在原有的温度条件下反应约半个小时，然后将容器的温度降至50℃，得到的黏稠状液体也就是丙烯酸酯树脂。

（二）丙烯酸酯树脂平均分子量的测定

对丙烯酸酯树脂的分子量大小测定，首先需要进行破乳。用甲醇去除其中的小分子杂质，进行真空干燥之后取一定量的丙烯酸酯树脂，使用药剂溶解之后再通过凝胶渗透色的方式测定分子大小。

三、研究丙烯酸酯树脂相对分子质量影响因素的实验结果

（一）聚合反应温度的影响

保持其他条件不便的情况下，通过改变反应温度，对丙烯酸酯树脂的分子大小产生影响。通过实验数据所得，随着反应温度的升高，丙烯酸酯树脂的相对分子质量随之下降。通过各溶液相互混合来得到的丙烯酸酯树脂，是一种典型的自由基聚合反应，反应过程包含了链的引发、增长和终止几个过程。随着温度的升高，聚合度随之降低，由于温度可以改变分子的运动速度，但是引发剂的分解速度与活性又大于链条的活化性能，所以，随着温度升高，引发剂的分子运动速度加快、性能提升，有更多的自由基形成，增加了链的增长浓度，所以，丙烯酸酯树脂的相对分子质量随之降低。

（二）引发剂浓度的影响

在溶剂和其他单体计量保持不便的情况下，聚合反应的温度一般为90℃，通过改变引发剂浓度进而对丙烯酸酯树脂的相对分子量产生影响。从实验数据得出，随着引发剂浓度的增加，丙烯酸酯树脂的相对分子质量减小。当引发剂的浓度增加时 ，保持其他条件不变，则链的自由基增多，大分子的数量增加，丙烯酸酯树脂的平均分子质量随之下降。另外，当溶液中的引发剂浓度增加时，随之形成的大量自由基会同单体共同参与反应，引发更多的链和链的终止反应，进一步造成分子质量的减小。

（三）单体浓度的影响

随着单体的浓度增加，链的增长速度也随之加快，丙烯酸酯树脂的相对分子质量随之增大。随着较高单体浓度的增加，链的增长速率增加的同时终止的概率也在增加，所以相对分子量也有减小的可能性，但两者相比，还是增长速率的影响要大过终止概率的影响。所以，总体来说，丙烯酸酯树脂的相对分子质量随着单体浓度的增加而增大。

（四）溶剂的影响

在聚合反应制备丙烯酸酯树脂的过程中，保持其他条件恒定，溶剂的总量保持不变，通过改变溶剂的种类和成分而对丙烯酸酯树脂的相对分子质量产生影响。当溶剂的浓度相同时，醋酸丁酯和苯的混合溶剂所制备的产品相对分子质量较大，而使用醋酸丁酯和异丙苯的混合溶剂所得产品的相对分子量较小。

（五）MMA加量的影响

保持其他实验条件不便，通过改变MMA的加量进而对丙烯酸酯树脂的分子大小变化进行研究。从实验结果来看，随着MMA加量的增加，丙烯酸酯树脂的相对分子质量减小。反应过程中，MMA的自由基相比其他物质更容易发生转移反应，形成更多的MMA，在聚合过程中，链转移概率增加，导致丙烯酸酯树脂的相对分子质量降低。

结语

通过本文对影响丙烯酸酯树脂相对分子质量的因素研究，研究结果表明，随着单体浓度的增加，丙烯酸酯树脂的分子质量会随之增加；而聚合反应的温度越高、引发剂浓度越高、甲基丙烯酸丙烯酸甲酯含量的越高，则丙烯酸酯树脂的分子质量则越低。在苯和醋酸混合液的溶剂中，树脂相对分子质量最大，在醋酸丁酯和异丙苯的混合溶剂中，树脂相对分子质量最小。如果在反应过程中加入少量的2-乙醇，则可以明显的降低树脂的相对分子质量，在实践中，可以根据实验需求的不同采用不同的溶剂进行反应。

参考文献

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