丙烯酸树脂分子量大小的影响因素分析

丙烯酸树脂的聚合度或分子量大小对树脂性能具有很大的影响。分子量越高，则聚合物的性能如拉伸强度、弹性越优越，但分子量太大时，聚合物的溶解性差、施工性差，使用喷涂过程中会有拉丝现象，所以控制分子量的大小能合理的解决一些性能问题。以下讨论树脂合成过程中影响分子量大小的因素：

1、反应温度的影响

丙烯酸树脂合成过程反应温度一般根据引发剂的类型和溶剂的沸点来决定，聚合反应温度的高低直接影响树脂的分子量。在其他条件不变时，反应温度越高，引发剂分解越快，这样的话单位时间内自由基越多浓度越高，聚合反应速度就越快，但聚合度变低，相应的分子量也就越低。反之，反应温度越低，则合成树脂的分子量越大，因此实验过程中可控制温度来控制分子量的大小。反应温度直接影响到引发剂选用，从反应温度来选择引发剂，一般选择半衰期为反应时长的三分之一为好。

2、打底溶剂比例的影响

单体浓度大小对分子量影响特别大，一般来讲，反应体系溶剂少或前期打底溶剂用量少时，单体的浓度就大，合成的树脂分子量也大。反应体系溶剂多或者前期打底溶剂用量大时，单体的浓度就低，合成的树脂分子量就低，同时生产过程中不容易产生凝胶等不良现象，保证了反映的平稳性。在实际树脂合成过程及应用时，控制打底溶剂量的多少是控制分子量大小最常用的办法。

3、引发剂的用量大小的影响

在实际树脂合成实验过程中，引发剂用量对于树脂分子量及粘度影响很大。一般来说，引发剂的用量越高，自由基越多，树脂分子量及粘度越低。在反应过程中如果想得到较大分子量，则引发剂用量控制在0.5%以内，如果想得到较低分子量树脂，引发剂用量可以高些，控制在0.6%-2%。但考虑到实际生产过程中散热的问题，如果聚合反应太过剧烈，容易引起溢锅等风险，所以需要通过对树脂性能要求，实验来确定引发剂的用量。

4、分子量调节剂（链转移剂）的影响

控制丙烯酸树脂分子量大小与分子量分布的最简单有效的方式是在聚合过程中添加分子量调节剂（也称链转移剂）。

分子量调节剂（也称链转移剂）是指可控制聚合物分子量及可减小聚合物链支化的物质，其特征是链转移常数很大，因此很小的用量就可有效地降低聚合物的分子量，从而使聚合物的分子量小，分子量分布均匀狭窄，产品质量稳定。链转移剂是一类高活性物质，它很容易和自由基发生链转移反应，使活性链终止，而分子量调节剂分子本身则形成一个新的自由基，这种自由基仍然有引发活性，故加入分子量调节剂可降低聚合物分子量，而不影响聚合反应速率。

以自由基聚合为例，链转移反应可以表示如下：

Mx· + YS ——> MxY + S·

其中YS是分子量调节剂（链转移剂），Mx·是链自由基，在这个过程中，自由基由长链转移到S上，S·又可以引发新的活性链，整体效果使链变短，分子量减小，作为链转移剂的都是链转移常数比较大的化合物。

链转移剂可以被长链自由基夺取原子或基团，长链自由基转变为一个死的大分子，并再生出一个具有引发、增长活性的自由基，因此好的链转移剂只降低聚合度或分子量，对聚合速率没有影响。其用量可以用平均聚合度方程进行计算，但是自由基聚合有关聚合动力学参数很难查到，甚至同一种调节剂的链转移常数也是聚合条件的变量，因此其用量只能通过多组实验确定。原来常规用到的品种为硫醇类化合物。如正十二烷基硫醇，仲十二烷基硫醇，叔十二烷基硫醇，巯基乙醇，巯基乙酸，IOMP等。

硫醇类化合物虽然链转移效率高，但是它们都含有硫，具有特殊的臭味，难以挥发，污染环境，有毒性。并且它们都是危险化学品，运输、储存、使用过程需要特殊处理，不仅麻烦，而且费用较高。其残余将影响感官评价，因此为了环保，现在越来越多的自由基聚合反应改用环保无气味型的分子量调节剂（链转移剂）。

目前最常用的无气味分子量调节剂（链转移剂）就是α-甲基苯乙烯二聚体AMSD，化学成分为： 2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯，CAS号：6362-80-7，特别是无锡致远化学品公司从日本进口的α-甲基苯乙烯二聚体AMSD，具有含量高，质量稳定，无气味，FDA认证等优点，是一款真正意义上无气味的分子量调节剂（链转移剂），已经广泛应用于各种丙烯酸树脂中。在丙烯酸树脂、丙烯酸酯类聚合生产过程中，加入AMSD可以有效调节丙烯酸树脂的分子量，使丙烯酸树脂的分子量小，分子量分布均匀，流平性好，粘度均匀，表观明亮，透明度，耐候性好。

分子量调节剂（链转移剂）AMSD不含硫，没有气味，安全环保，通过FDA的认证。已经广泛应用于各种丙烯酸树脂、苯乙烯、ABS、ACR、MBS、PS、EPS、苯丙胶乳、丁腈胶乳、丁苯胶乳等的聚合反应中，是一款真正意义上的环境友好型、绿色环保的分子量调节剂、链转移剂、链终止剂和聚合物改性剂。

5、工艺的影响

在树脂合成过程中，工艺至关重要。丙烯酸树脂合成过程中，为了提高单体转换率通常采用饥饿滴定法来生产。滴加速度决定了树脂分子量的大小，匀速的滴加可以得到分子量均匀的树脂。在实际生产中，如果滴加时间短，滴加速度快，则分子量分布宽，均匀度差。缓慢匀速的滴加，树脂分子量会降低，分布也均匀。

生产过程中在匀速缓慢的滴加速度、较高温度下，加入到反应釜的单体会瞬间发生反应。反应釜单体浓度低，处于饥饿状态，所以通过匀速的滴加，可以在保证转换率的情况下得到分子量分布均匀的树脂。同时考虑到实际生产过程中生产效率的问题，从单体选用时就得考虑到引发剂的半衰期及溶剂的沸点。

以上为个人在实验过程中总结的几点影响丙烯酸树脂分子量大小的因素，供大家参考，谢谢。