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[硕士论文] 杨勋
材料工程 大连海事大学 2016(学位年度)
摘要:人类在开发海洋、利用海洋的历史进程中,一直面临着防除海洋污损生物附着的问题。溶剂型无锡自抛光防污涂料在杀死海洋污损生物的同时,可以保持船底光滑。但是由于溶剂型体系在涂装过程中会影响操作人员的身体健康,同时污染环境,因此,本文研究自抛光防污涂料用水性丙烯酸锌树脂。
  为了提高树脂中丙烯酸锌单体的含量,先用苯甲酸、丙烯酸和自制氢氧化锌合成丙烯酸锌单体,再与其他丙烯酸类单体进行自由基聚合生成丙烯酸锌树脂。目视观察制备的丙烯酸锌单体,外观为白色粉末。用密度计测量其密度,通过测定差示扫描量热曲线(DSC),对其进行热分析,利用红外吸收光谱对丙烯酸锌单体进行结构表征,再对丙烯酸锌单体的溶解性和溶解度进行研究和分析。实验结果表明,丙烯酸锌单体密度为1.230g/cm3,其熔点为118℃,丙烯酸锌单体只能溶于氨水中,在80℃下,丙烯酸锌单体在氨水中的溶解度为13.8g。
  在对乳液聚合的相关基础理论进行研究后,制定出乳液聚合的实验配方,其中包括软、硬单体的选择和配比、乳化剂和引发剂用量等;并依据此配方设计了相应的制备工艺。探讨了不同Zn2+含量、丙烯酸锌单体滴加方式和丙烯酸对乳液性能的影响,通过乳液性能检测所得到的各项结果,对影响乳液性能的因素进行讨论,并最终确定了乳液聚合的最佳配方及工艺。并以溶液聚合的方式,配合减压蒸馏,蒸出部分溶剂,再通过加入氨水,进行增加树脂的水溶性,制备了聚丙烯酸锌氨水溶液。
  通过红外光谱分析证明了采用本论文所制定的制备工艺能得到符合结构要求的聚丙烯酸锌乳液和聚丙烯酸锌氨水溶液。通过核磁共振氢谱,可以计算出聚丙烯酸锌乳液中的丙烯酸锌单体反应率为75%,聚丙烯酸锌氨水溶液中丙烯酸锌单体反应率为84%,较传统溶剂型丙烯酸锌树脂的有所提高。同时,以聚丙烯酸锌乳液和聚丙烯酸锌氨水溶液为基料,5%的氧化亚铜为防污剂制备的防污涂层的铜离子释放率与自抛光性能也有所提高。
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