目 录
1 引言1
1.1 增稠剂简介1
1.2 凹凸棒黏土概述4
1.3 本实验指导思想6
2 实验部分 6
2.1 实验试剂及仪器 6
2.2 复合增稠剂的制备7
2.3 增稠剂的性能测试8
3 结果分析与讨论9
3.1 引发剂含量对粘度的影响9
3.2 皂化时NaOH浓度对粘度的影响16
3.3 凹土含量对增稠剂粘度的影响20
3.4 凹土/聚丙烯酰胺复合增稠剂的增稠机理21
4 凹土/聚丙烯酰胺复合增稠剂在涂料中的应用26
4.1 选择对涂料的增稠效果最好的复合增稠剂及配备比例26
4.2 在涂料中加入增稠剂后的成本计算29
结论31
致谢 32
参考文献33
1 引言
1.1 增稠剂简介
增稠剂[1]又称胶凝剂,用于食品时又称糊料或食品胶,它的主要作用是提高物系粘度,使物系保持均匀稳定的悬浮状态或乳浊状态或形成凝胶。增稠剂使用时能快速地提高产品的粘度,增稠剂的作用机理大部分为利用大分子链结构伸展达到增稠目的或者是形成三维网状结构增稠。其具有用量少、时效快和稳定性好等特点,被广泛用于食品、涂料、胶黏剂、化妆品、洗涤剂、印染、石油开采、橡胶、医药等领域。
最早的增稠剂是水溶性天然胶,由于用量较大而且产量不高导致价格不菲,使其应用受到限制。第二代增稠剂又称乳化增稠剂,特别是油水型乳化增稠剂出现后,在一些工业领域得到了广泛的应用。但乳 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
化增稠剂需使用大量的火油,不仅污染环境,而且在生产和应用时存在安全隐患。基于这些问题,合成增稠剂得以问世,尤其以丙烯酸等水溶性单体和适量的交联单体共聚形成的合成增稠剂的制备及应用研究得到了迅速的发展。
工业增稠剂起源于20世纪，1953年，Coodrich公司首先将第一种完全由人工合成的增稠剂——聚丙烯酸类增稠剂引入市场。20世纪60年代，国外开始将聚丙烯酸钠应用于食品方面。目前，W/O型聚丙烯酸胶乳作为水相增稠剂已经广泛应用到纺织印花浆、染整和工业涂料等领域。20世纪70年代中期，我国开始了合成增稠剂的研究工作。近年来，国内已经研究开发成功一些合成增稠剂，它们大部分属阴离子型合成增稠剂，如中科大研制的合成增稠剂KG-201以及沈阳化工院研制的合成增稠剂PF。交联型聚丙烯酸胶乳作为涂料印花增稠剂得到广泛应用，但是这类阴离子型增稠剂仍存在一些缺陷，如耐电解质性能、色浆触变性、印花时得色量等均不十分理想。20世纪80年代，聚氨酯缔合型增稠剂相继发展起来。但目前，世界上只有ICI、Du Pont、Sun Chemical、KYK等少数几家国际知名的大公司生产这种产品，其生产技术受到严密封锁，产品以垄断价格出售。我国对水性聚氨酯增稠剂的研究起步较晚，近年来国内也模仿国外品种，开发了一些产品，不过效果不理想，产品也未系列化，只能应用于一些低档产品中。
1.1.1 增稠剂增稠机理[2]
( 1 ) 纤维素类增稠剂
纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系粘度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高粘度，在高剪切下为低粘度。这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系黏度下降。
( 2 ) 聚丙烯酸类增稠剂[3]
聚丙烯酸类增稠剂其增稠机理是增稠剂溶于水中[4]，通过羧酸根离子的同性静电斥力，分子链由螺旋状伸展为棒状，从而提高了水相的黏度。另外它还通过在乳胶粒与颜料之间架桥形成网状结构，增加了体系的黏度。
( 3 ) 缔合型聚氨酯类增稠剂[5]
这类增稠剂的分子结构中引入了亲水基团和疏水基团[6]，使其呈现出一定的表面活性剂的性质。当它的水溶液浓度超过某一特定浓度时，形成胶束，胶束和聚合物粒子缔合形成网状结构，使体系黏度增加。另一方面一个分子带几个胶束，降低了水分子的迁移性，使水相黏度也提高。这类增稠剂不仅对涂料的流变性产生影响，而且与相邻的乳胶粒子间存在相互作用，如果这个作用太强的话，容易引起乳胶分层。
( 4 ) 无机增稠剂
无机增稠剂膨润土[7]是一种层状硅酸盐，吸水后膨胀形成絮状物质，具有良好的悬浮性和分散性，与适量的水结合成胶状体，在水中能释放出带电微粒，增大体系黏度。
1.1.2 增稠剂主要应用[8]
增稠剂的用途相当广泛，目前应用研究已经深入到印染纺织[4]、水性涂料、医药、食品加工和日常用品等方面。
( 1 ) 印染纺织[9]
纺织品及涂料印花[10]要获得良好的印制效果和质量，很大程度上取决于印花色浆的性能，其中增稠剂的性能起着至关重要的作用 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072* 
。加入增稠剂可使印花产品给色量高，印花轮廓清晰，色泽鲜艳饱满，提高产品的透网性和触变性，给印染企业创造更大的利润空间。印花色浆的增稠剂过去多用天然淀粉或海藻酸钠，由于天然淀粉成糊困难、海藻酸钠价格较贵等原因，现在逐渐被丙烯酸型印染增稠剂所代替。
( 2 ) 水性涂料[11]
涂料的主要功能是装饰及保护被涂物。适当地加入增稠剂，可以有效地改变涂料体系的流体特性，使之具有触变性，从而赋予涂料良好的贮存稳定性和施工性。好的增稠剂要达到如下要求：贮存时提高涂料黏度、抑制涂料的分离，高速涂装时要降低黏度，涂装后提高涂膜的黏度、防止流挂现象的发生，等等。传统的增稠剂经常使用水溶性的聚合物，例如，纤维素衍生物中的高分子羟乙基纤维素（HEC）等。SEM资料显示聚合增稠剂还可在纸制品涂膜过程中控制水分的保留，增稠剂的存在可使涂料纸表面均匀、光滑。尤其是溶胀型乳液（HASE）增稠剂有优秀的抗飞溅能力，可以和其它种类增稠剂联合使用，大大减轻涂料纸表面的粗糙度。
( 3 ) 食品
迄今世界上用于食品工业的食品增稠剂已有40 余种，主要用来改善和稳定食品的物理性质或形态、增加食品的黏度、赋予食品粘滑适口的口感，并起到增稠、稳定、均质、乳化凝胶、掩蔽、矫味、增香、增甜等作用。增稠剂种类很多，分天然和化学合成两类。天然增稠剂主要从动植物中获取，化学合成的增稠剂有CMC-Na、藻酸丙二酯等。
( 4 ) 日化行业[12]
目前使用于日化行业的增稠剂达200 多种，主要有无机盐类、表面活性剂类、水溶性高分子类和脂肪醇及脂肪酸类等。在日用品方面，用于洗洁精，可使产品透明、稳定、泡沫丰富、手感细腻、易于漂洗，另外还常应用于化妆品、牙膏等中。
( 5 ) 其它
增稠剂也是水基压裂液中的主要添加剂，关系到压裂液的使用性能及压裂成败。此外，增稠剂也广泛应用于医药、造纸、陶瓷、皮革加工、电镀等方面。
1.1.3 增稠剂研究展望[2]
增稠剂属于多品种、多功能的材料。目前已经开发出纤维素增稠剂、聚丙烯酸酯增稠剂、碱溶性丙烯酸增稠剂、聚氨酯增稠剂等系列产品。它们在成糊性、渗透性、透网性、流变性、触变性、曳丝性、抱水性、混悬性等方面性能突出，有着广泛的应用。最近的开发方向是液体缔合型无溶剂增稠剂，另外，对聚丙烯酸增稠剂添加某些物质进行共聚改性，与其它增稠剂复配也是目前研究的重要内容。随着增稠剂的不断开发，各生产厂家普遍认识到应用研究的重要意义。但与跨国公司相比，国内企业的产品在系列化和产品性能上还存在一定差距，一些产品开发还处于模仿阶段、今后应该集中精力开发特色产品，解决其乳液聚合反应及技术上的困难，改善其低伤害及耐剪切、耐高温等性能，开发其潜在用途，降低造价，促进增稠剂发展。

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