Влияние свойств полимера на свойства акриловых дисперсий, синтезируемых с использованием неорганического носителя

Поскольку полиметилметакрилат является достаточно жестким полимером с высокой температурой стеклования, для модификации полимера композитной дисперсии в состав исходной мономерной смеси вводили другие акриловые мономеры, способствующие снижению температуры стеклования. В качестве таких мономеров были выбраны бутилакрилат и нонилакрилат. Их содержание в мономерной смеси составляло 30 %.

На основе таких мономерных смесей были синтезированы дисперсии, как с использованием диоксида титана в качестве неорганического носителя, так и без него. Также, для сравнения были получены дисперсии на основе гомополимера бутилметакрилата.

Синтез дисперсий проводили в тех же самых условиях, что и при синтезе дисперсии полиметилметакрилата.

У синтезированных дисперсий определяли массовую долю нелетучих веществ, содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсии, поверхностное натяжение и рН. Результаты испытаний представлены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 – Результаты испытаний синтезированных дисперсий

По данным таблицы 3.4 можно заметить, что содержание диоксида титана в твердой фазе дисперсий на основе полибутилметакрилата и на основе сополимера метилметакрилата и бутилакрилата не превышает 1 %. В дисперсиях на основе сополимера метилметакрилата и нонилакрилата доля диоксида титана в твердой фазе выше и достигает 4 %.

Столь низкое содержание диоксида титана в дисперсии можно объяснить с точки зрения физических свойств полимера. Полибутилметакрилат имеет температуру стеклования около 30 °С, в то время как у полиметилметакрилата температура стеклования достигает 105 °С. Поскольку температура синтеза достигала 70 °С, то при таких условиях полиметилметакрилат находился в стеклообразном состоянии, а полибутилметакрилат – в высокоэластическом. Если учитывать, что в процессе эмульсионной полимеризации в системе находятся полимер-мономерные частицы, то, очевидно, что температура размягчения их будет еще ниже. Подобные частицы прилипают к частицам диоксида титана и «склеивают» частицы пигмента между собой. Т.е. в данных условиях образование стабильной дисперсии не происходит, но происходит преждевременная коагуляция частиц дисперсной фазы. Аналогичные явления происходят и для системы метилметакрилат-бутилакрилат (температура стеклования сополимера около 30 °С). В случае применения метилметакрилата и нонилакрилата температура стеклования образующегося сополимера несколько выше, составляет около 35 °С, и доля скоагулировавших частиц оказывается меньше. Когда в полимеризации участвует только метилметакрилат, температура размягчения полимер-мономерных частиц оказывается выше или соизмеримой с температурой синтеза. Соответственно, при интенсивном перемешивании коагуляции таких частиц не происходит. На рисунках 3.28-3.31 приведены результаты реологических исследований полученных дисперсий.