在高固体含量聚合物分散中使用光子密度波谱的高级颗粒大小分析.
Stephanie Schlappa1, Lena Bressel1, Oliver Reich2
1Department of Physical Chemistry, innoFSPEC, University of Potsdam, Am Mühlenberg 3, 14476 Potsdam, Germany.
Polymers
|August 12, 2023
概括
使用光子密度波 (PDW) 光谱分析了高固体含量聚合物分散. 这种方法准确地确定了颗粒大小,即使对于具有挑战性的聚乙烯酸,也通过考虑水的膨胀.
科学领域:
- 聚合物科学 聚合物科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 物理化学 物理化学
背景情况:
- 高固体含量聚合物分散在各种工业应用中至关重要.
- 精确的粒子大小分布 (PSD) 描述对于预测材料性质至关重要.
- 传统的颗粒大小测量技术面临的挑战是某些聚合物系统,如聚乙烯酸,由于水结合.
研究的目的:
- 为了生产和表征高固体聚烯 (PS) 和聚乙烯 (PVAc) 分散剂.
- 为了将线内光子密度波 (PDW) 光谱与线下方法 (DLS,SLS) 进行PSD分析.
- 开发一种方法来准确确定缩分散中的水膨胀PVAc粒子的颗粒大小.
主要方法:
- 乳液聚合被用来合成PS和PVAc颗粒 (直径50-500nm).
- 用动态光散射 (DLS),静态光散射 (SLS) 和直线光子密度波 (PDW) 光谱测量了粒子大小分布.
- 采用了一种代方法,最大限度地减少PDW光谱误差 (Χ2),以确定PVAc粒子的水膨胀因子.
主要成果:
- 在线PDW光谱显示出与DLS和SLS在未稀释PS分散的良好一致.
- 对PVAc分散物的颗粒大小测定是由于水的结合而具有挑战性的,但通过考虑到胀而显著改善.
- 水膨胀因子使物理性质 (折射率,密度,体积分数) 的准确分析成为可能,并提高了PDW适合率的十倍.
- 对水膨胀的PVAc颗粒的PDW分析与离线技术有很好的相关性.
结论:
- 光子密度波 (PDW) 光谱是一种可行的直线技术,用于表征高固体含量聚合物分散.
- 考虑到水膨胀对于准确的聚合物颗粒大小分析至关重要,如PVAc.
- 开发的方法完善了颗粒大小的确定,并允许在缩溶液中表征具有挑战性的聚合物系统.


