2.1.4乳化時(shí)間
從表4可知,隨著乳化時(shí)間的延長(zhǎng),聚乙烯蠟乳液的粒徑逐漸減小,乳液的穩(wěn)定性增強(qiáng).但是一定時(shí)間后,粒徑不再發(fā)生大的變化.40 min即可得到穩(wěn)定的聚乙烯蠟乳液,因而選定乳化時(shí)間為40 min.
2.1.5 pH值
在乳化聚乙烯蠟過(guò)程中,為使乳化更容易進(jìn)行,必需調(diào)整其pH.在乳化時(shí)加入適量KOH,目的是更好地中和羧酸.另外,通過(guò)電荷的吸附作用,使乳液膠團(tuán)帶上電荷,形成雙電層,受靜電斥力作用,乳液體系也更穩(wěn)定.添加物對(duì)乳液性能的影響見(jiàn)表5.KOH越多,體系外觀越透明,但pH越高,也同時(shí)限制了聚乙烯蠟乳液的應(yīng)用范圍.比如,在與硅油復(fù)配問(wèn)題上,pH越高,使得體系不穩(wěn)定.綜合各方面原因,0.31%的KOH(pH=8)更適合聚乙烯蠟的乳化.
2.1.6攪拌速度
乳液的粒度大小與攪拌速度有直接關(guān)系.穩(wěn)定的乳液粒度一般在0.1~0.5μm,1μm以上的粒子因Ost－wald[11]成熟現(xiàn)象容易再次聚集,放置易返粗.試驗(yàn)中開(kāi)始以慢速攪拌使聚乙烯蠟與乳化劑充分混合,以利于乳化劑吸附在聚乙烯蠟界面上.在其轉(zhuǎn)相時(shí)高速攪拌,使聚乙烯蠟以細(xì)小微粒均勻地分散在水中.試驗(yàn)中研究轉(zhuǎn)相后的攪拌速度.由表6可知,攪拌速度在30~75r/min時(shí),乳液性能穩(wěn)定,此時(shí)攪拌速度提供足夠剪切力,使聚乙烯蠟分散在水中.90 r/min時(shí),乳液出現(xiàn)分層.因?yàn)閿嚢杷俣冗^(guò)高,將已經(jīng)結(jié)合好的膠團(tuán)打散,使乳液破乳,影響其穩(wěn)定性.另外,隨著攪拌速度的加快,乳液粒徑逐漸減小,高剪切力使得油相以更細(xì)小的微粒分散于水中,60 r/min、75 r/min時(shí)粒徑相差微小.從節(jié)約能耗角度考慮,60 r/min為合適攪拌速度.
2.1.7其他因素
乙烯蠟乳化結(jié)束后,體系處于高溫高壓狀態(tài),若用冷卻水使其瞬間冷卻,會(huì)使蠟乳液結(jié)皮.其原因是體系壓強(qiáng)瞬間降低,乳液表面水蒸發(fā),聚乙烯蠟乳化劑濃度提高,膠束產(chǎn)生凝膠化.同時(shí)聚乙烯蠟乳液因密閉保存,在乳液冷卻階段,由于乳液內(nèi)外冷卻的速度不一而造成較大的溫差.為了保證乳液的均勻冷卻,應(yīng)間歇地輕微攪拌,以40 r/min為宜,每次攪拌30~40 s.
2.2聚乙烯蠟超細(xì)微乳液性能
2.2.1膠束形態(tài)
從圖1可以看到,在優(yōu)化條件(高溫高壓,攪拌速度60 r/min,乳化劑用量6.4%,乳化時(shí)間40 min,乳化溫度130℃)下,聚乙烯蠟微乳液微粒為球狀,粒徑小,單個(gè)微粒為多個(gè)聚乙烯蠟小顆粒聚集而成,表面光滑,而且分散度非常好.
2.2.2粒徑及其分布
從圖2中得出,優(yōu)化條件下微乳液的平均粒徑為50 nm,且粒徑分布范圍狹小,分散系數(shù)僅為0.319.由此更進(jìn)一步證明該微乳液的粒徑為納米級(jí),粒徑分布范圍狹小,分散度非常好.
2.3聚乙烯蠟超細(xì)微乳液的應(yīng)用性能
由表7可知,聚乙烯蠟超細(xì)微乳液相較于液體石蠟乳液而言,整理后的同類產(chǎn)品其摩擦系數(shù)、手感相近,而斷裂強(qiáng)力、頂破強(qiáng)力有較大提高,從而說(shuō)明該產(chǎn)品具有優(yōu)良的實(shí)用性.
3·結(jié)論
(1)聚乙烯蠟超細(xì)微乳液的配方為:聚乙烯蠟40%,乳化劑6.4%,堿性添加劑KOH 0.31%,其余為水,以高溫高壓直接乳化法生產(chǎn).即將聚乙烯蠟、乳化劑、KOH、水一起加入反應(yīng)釜,溫度130℃,以60 r/min的攪拌速度乳化40 min,自然降溫,可得微黃色,透明的蠟乳液.
(2)將聚乙烯蠟超細(xì)微乳液應(yīng)用于織物上蠟工藝,不但可賦予織物優(yōu)良的手感,還可較大提高織物強(qiáng)力,具有優(yōu)良的實(shí)用性.
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