以尿素和甲醛反應(yīng)形式形成的預(yù)聚體的原位聚合法合成環(huán)氧樹脂微膠囊。
(1)試劑
E-51環(huán)氧樹脂,廣州東風(fēng)化工廠;尿素、甲醛(37%~40%)/氯化銨、無水乙醇均購自廣州化學(xué)試劑廠;三乙醇胺、丙酮、丁酮、氫氧化鈉,購自天津大茂化學(xué)試劑廠,以上試劑均為分析純;苯乙烯馬來酸酐共聚物,按文獻(xiàn)自制。
(2)微膠囊的制備
取一定量的E-51環(huán)氧樹脂,加入去離子水,用苯乙烯馬來酸酐共聚物作為人散乳人劑,在高速公散均質(zhì)機(jī)上以15000r/min的速度分散30min,形成O/W型乳化液,取一定量的尿素和甲醛(37%)混合,用三乙醇胺調(diào)節(jié)pH,70℃,下反應(yīng)1h,得黏稠透明脲-甲醛預(yù)聚體,將其與乳仳液混合,充分?jǐn)嚢枋谷芙庥谌榛旱姆稚⒔橘|(zhì)水中,加熱至70℃,分批加入催化劑NH4Cl,緩慢調(diào)節(jié)溶液pH為2.0,并再加入適量去離子水,用生物顯微鏡監(jiān)測微膠囊化過程,繼續(xù)攪拌2h后停止反應(yīng),NaOH稀溶液調(diào)pH為7.0冷卻后抽濾,用丙酮索氏抽提,干燥,可以得到自由流動的球形固體微膠囊。
微膠囊為規(guī)則的球形,表面光潔,形態(tài)規(guī)整,不粘連。微膠囊的粒徑較小且分布相對較窄,共平均粒徑為12μm左右。包封率為64.32%,囊芯含量77.06%。
(3)主要影響因素
①脲甲醛量比的影響,二羥甲脲是形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)聚合物囊壁的主體,參與反應(yīng)的甲醛越多,生成的二羥甲脲越多,交聯(lián)度越高,固化后微膠囊結(jié)構(gòu)越緊密。但甲醛過量太多會使縮聚產(chǎn)物中含有大量未反應(yīng)的羥甲基,微囊產(chǎn)品易吸水潮解、膠囊固化后收縮性大,微膠囊表面呈凹陷的非球形,甚至發(fā)生天裂,n(尿素):n(甲醛)=1:(1.5~2.0)較好。
②反應(yīng)溫度的影響,溫度過高,反應(yīng)過快會使形成的膠囊粒徑變大并且粒徑分布充寬,溫度過高或過低都將會使包封率下降,70℃較好。
③體系Ph的影響,由于分子中存在未反應(yīng)的游離羥甲基氨基和亞氨基等活性基團(tuán),在酸性條件下易于進(jìn)行縮聚反應(yīng),主要生成亞甲基鍵,加熱或加入固化劑后形成體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。若堿性條件下反應(yīng),則羥甲基之間不直接反應(yīng)形成亞甲基鍵,而是形成二亞甲基醚鍵,再進(jìn)一步分解放出甲醛形成亞甲基鍵,所以堿性介質(zhì)使反應(yīng)變慢甚至不反應(yīng),固化時使交聯(lián)度下降從而影響膠囊壁強(qiáng)度甚至不固化。終點(diǎn)pH越低,三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)越趨緊密,形成微膠囊越堅(jiān)固。終點(diǎn)pH1.5~2.0,形成的微膠囊結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固。另外,pH降低,包封率呈增大趨勢。
④攪拌轉(zhuǎn)速的影響,攪拌轉(zhuǎn)速對微膠囊大小影響不大,但攪拌過于激烈會使反應(yīng)體系不穩(wěn)定,一般控制攪拌速度400~500r/min較為合適。但到了固化階段,轉(zhuǎn)速則要相應(yīng)減慢,(控制為300r/min較好),否則生成的膠囊在較高的攪拌速度下易被打破。 環(huán)氧樹脂 - mcguy.net -(責(zé)任編輯:admin) |