Stanovení molekulové hmotnosti akrylátových polymerů připravených emulzní polymerací pomocí A4F-MALS

Bc. Lenka Svačinová

Diplomová práce

Determination of molecular weight of acrylate polymers prepared by emulsion polymerization using A4F-MALS

Anotace:

Součástí této diplomové práce je literární rešerše zabývající se přípravou vodou ředitelných polymerních disperzí pomocí emulzní polymerace, výčtem metod stanovení molekulové hmotnosti polymerů s důrazem na stanovení molekulové hmotnosti emulzních polymerů pomocí gelové permeační chromatografie s více úhlovým detektorem rozptylu světla, zejména pak na metodu frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli spolu s více úhlovým detektorem rozptylu světla. V experimentální části je popsána příprava akrylátových latexů a hodnocení jejich základních vlastností, molekulové hmotnost a její distribuce. Z latexů, u kterých byl předpoklad použitelnosti v lakařství, byly vytvořeny nátěrové povlaky a sledovány u nich byly fyzikálně-mechanické vlastnosti, chemická odolnost a citlivost vůči působení vody. Výsledky a diskuse se týkají především porovnání chemických a fyzikálních vlivů působících na molekulovou hmotnost a mass recovery (výtěžnost) při separaci metodou frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli. Bylo zjištěno, že separace a tudíž i stanovení molekulové hmotnosti mohou být významně zkresleny při analýze akrylátových latexových polymerů majících vysokou molekulovou hmotnost (polymery s vysokým podílem butylakrylátu jako komonomeru) a zároveň obsahujících vyšší koncentraci ionizovaných karboxylových skupin (alkalizované kopolymery s obsahem od 2 3 hm % kyseliny methakrylové ve výchozí násadě akrylátových monomerů).

Abstract:

This master thesis includes research dealing with water-borne polymeric dispersions prepared by emulsion polymerization, a summary of methods for determining the molecular weight of polymers, with emphasis on determining the molecular weight of emulsion polymers using gel permeation chromatography with multi-angle light scattering detector, especially asymmetric flow field-flow fractionation together with a multi-angle light scattering detector. The experimental part describes the preparation of acrylate latexes and the evaluation of their basic properties: solids content, pH, viscosity, particle size, zeta potential, glass transition temperature and molar mass distribution. Coating films were cast from the latexes, which were expected to be useful in painting, to monitor physical-mechanical properties, chemical resistance and sensitivity to water. The results and discussion mainly concern the comparison of chemical and physical influences causing a change of molecular weight and mass recovery during separation by the method asymmetric flow field-flow fractionation. It has been found that separation and thus determining the molecular weight may be significantly distorted during analysis of acrylic latex polymers, which have a high molecular weight (polymers with a high proportion of butyl acrylate as a comonomer), and also containing higher concentrations of ionized carboxyl groups (alkalized copolymers containing from 2-3 % methacrylic acid in the starting batch of acrylate monomers).

Klíčová slova

Součástí této diplomové práce je literární rešerše zabývající se přípravou vodou ředitelných polymerních disperzí pomocí emulzní polymerace, výčtem metod stanovení molekulové hmotnosti polymerů s důrazem na stanovení molekulové hmotnosti emulzních polymerů pomocí gelové permeační chromatografie s více úhlovým detektorem rozptylu světla, zejména pak na metodu frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli spolu s více úhlovým detektorem rozptylu světla. V experimentální části je popsána příprava akrylátových latexů a hodnocení jejich základních vlastností, molekulové hmotnost a její distribuce. Z latexů, u kterých byl předpoklad použitelnosti v lakařství, byly vytvořeny nátěrové povlaky a sledovány u nich byly fyzikálně-mechanické vlastnosti, chemická odolnost a citlivost vůči působení vody. Výsledky a diskuse se týkají především porovnání chemických a fyzikálních vlivů působících na molekulovou hmotnost a mass recovery (výtěžnost) při separaci metodou frakcionace tokem v asymetrickém tokovém poli. Bylo zjištěno, že separace a tudíž i stanovení molekulové hmotnosti mohou být významně zkresleny při analýze akrylátových latexových polymerů majících vysokou molekulovou hmotnost (polymery s vysokým podílem butylakrylátu jako komonomeru) a zároveň obsahujících vyšší koncentraci ionizovaných karboxylových skupin (alkalizované kopolymery s obsahem od 2 3 hm % kyseliny methakrylové ve výchozí násadě akrylátových monomerů).

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 7. 2021

Zveřejnit od: 31. 12. 2999

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jana Machotová, Ph.D.

Univerzita Pardubice

Fakulta chemicko-technologická

Magisterský studijní program / obor:
Chemie a technologie materiálů / Technologie výroby a zpracování polymerů