技术共探 | 丙烯酸酯类增稠剂

增稠剂的分类

增稠剂是一类用于提高水性体系粘度和改善流变性的聚合物助剂，目前己广泛应用于石油钻井、印染、涂料、胶黏剂、化妆品、医药、电池等领域。增稠剂主要有无机增稠剂、纤维素类增稠剂、丙烯酸酯类增稠剂和缔合型聚氨酯增稠剂四类。

丙烯酸酯类增稠剂是一类以丙烯酸为主要成分的高效增稠剂，具有使用量小、增稠效果好、作用时间短、不易长霉、涂料稳定性高等优点，广泛应用于建筑、汽车、造纸等水性涂料、胶黏剂等行业。

丙烯酸酯类增稠剂增稠机理

碱溶胀型丙烯酸酯类聚合物增稠剂主链或接枝侧链含有亲水性基团，如：羧基、酰胺基、磺酸基等酸性基团，分子量在几十万以上，通常的情况下蜷缩成团状，pH值为3-3.5。加入碱性体系后，使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷，同性电荷间的相斥促使分子链舒张，形成网状结构，产生溶胀增稠现象，体系的粘度增加，进而达到增稠的目的。

碱溶胀型丙烯酸酯增稠剂增稠机理

缔合型丙烯酸酯类增稠剂是疏水改性的水溶性高分子，如疏水改性碱溶胀聚丙烯酸增稠剂，引入疏水基团（如长链丙烯酸酯），其在碱溶胀聚丙烯酸增稠的基础上，加上缔合作用。即在碱性条件下，聚合物主链上的羧酸基团发生电离，形成带负电的-COO-，聚合物链上-COO-产生相互库伦斥力，使聚合物链开始伸展。在聚合物粒子膨胀的基础上，疏水基团通过胶束缔合作用，形成物理网络结构，双重作用使增稠剂的增稠效率非常高。

缔合型丙烯酸酯增稠剂

丙烯酸酯类增稠剂的合成单体

丙烯酸酯类增稠剂一般由三类的单体聚合而成。

主单体一般为羧酸类功能单体，如丙烯酸、马来酸、富马酸、甲基丙烯酸、衣康酸等。

第二单体为疏水单体，至少一种直连或支化的C1-C5烷基酯，一般为丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、苯乙烯等。

第三单体为交联作用，例如N,N-亚甲基双丙烯酰胺、双丙烯酸丁二酯、邻苯二甲酸二丙烯酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙烯基苯、蔗糖烯丙基醚、季戊四醇烯丙基醚等。

影响性能的因素

丙烯酸酯类增稠剂是一种较为复杂的混合物，它的组成成分和合成过程中涉及到的因素对其增稠性能均有重要的影响，例如单体种类，引发剂，交联剂及中和度等，具体影响如下表：

丙烯酸酯类增稠剂的难点突破

国内国外增稠剂的研究重点都是以提高增稠剂的增稠能力和耐电解质能力为主要内容，提高增稠剂性能的方法主要有以下几个方面：

1）改用新型交联单体和引入相对分子量较小且离子化程度比较高的功能单体，使溶胀后的增稠剂分子达到一个较理想的平衡状态，提升增稠剂的增稠效果。

2）拓宽引发剂、链转移剂等助剂的种类，使聚合在较低的温度下进行，这样可以使得反应比较稳定平缓，制得聚合物的相对分子质量比较大且处于一个较好的分子量范围，增稠效果比较理想。