汪海位，尹建平，魏家福

（天伟化工有限公司，新疆石河子832000）

十二烷基硫酸钠，别名为月桂醇硫酸钠（简称SDS，下文中用SDS），是一种重要的阴离子表面活性剂，在糊树脂生产作乳化剂使用。SDS 传统工艺由十二醇和氯磺酸在40～50 ℃下经硫酸化生成月桂基硫酸酯，加氢氧化钠中和后，经漂白、沉降、喷雾干燥而成。因此，成品SDS 中必然存在中和时生成的氯化钠等无机盐杂质。这些杂质的存在对糊树脂生产及加工性能方面均产生影响。本文选择向SDS 中加入不同种类无机盐电解质，研究其对糊树脂胶乳粒径、增塑糊起泡能力和泡沫时间的影响，找出规律，为实际生产提供理论支持。

1 实验仪器及主要原辅材料

1．1 主要设备与仪器

聚合釜、分散泵、行星混合器、MA-110 型电子天平、马尔文2000 激光粒径分析仪、气流粉碎机、喷雾干燥器、脱泡瓶、真空泵、气相色谱仪、秒表。

1．2 主要原材料

VCM、脱盐水、偶氮二异庚腈，山东正华化工有限公司；十二烷基硫酸钠，无锡市亚泰联合化工有限公司；脂肪醇、碳酸氢氨、氯化钠，焦作市维联精细化工有限公司；氯化镁，廊坊博纳化学技术的限公司；硫酸钠，上海埃彼化学试剂有限公司。

1．3 试验方法

（1）聚合方法：将加入不同浓度氯化钠、氯化镁、硫酸钠的十二烷基硫酸钠溶液及VCM、脱盐水、偶氮二异庚腈、脂肪醇、碳酸氢氨按配方量投入抽真空的分散罐内分散，分散结束后转入已真空脱氧的聚合釜，将聚合釜加热升温至45.6 ℃，在此温度下进行聚合反应，当釜内压力降达到0.2 MPa 时，将所生产的PVC 胶乳经160 ℃高温喷雾干燥、研磨制得到PVC 糊树脂。

（2）PVC 胶乳粒径的测定：马尔文2000 激光粒度仪。

（3）聚氯乙烯糊的制备：采用行星混合器法（GB/T 21991-2008，ISO 4612：1999，IDT）

（4）起泡能力和脱泡时间的测定：

将制备好的聚氯乙烯增塑糊取100 mL 加入脱泡瓶，记录初始体积，密封抽真空至-0.08 MPa 时，记录最终体积，开始计时，保持负压不变，待以泡沫体积衰减至初始液面高度时计时结束。

2 微悬浮聚合中SDS 无机盐含量对PVC胶乳粒径的影响

在微悬浮聚合中乳化剂不以单分子形态存在溶液中，而是各亲油基聚合而亲水基伸向溶液成为胶束形态，随着各类无机盐含量的增加，同等条件下聚合生产的PVC 糊树脂粒径呈现出如下变化趋势。

2.1 不同氯化钠浓度对PVC 糊树脂粒径的影响（见表1）

表1 不同氯化钠浓度下PVC糊树脂中值粒径

2.2 不同氯化镁浓度对PVC 糊树脂粒径的影响（见表2）

表2 不同氯化镁浓度下PVC糊树脂中值粒径

2.3 不同硫酸钠浓度对PVC 糊树脂粒径的影响（见表3）

表3 不同硫酸钠浓度下PVC糊树脂中值粒径

3 无机盐的存在对胶乳起泡体积和泡沫稳定性的影响

3．1 不同浓度无机盐对PVC 胶乳起泡体积的影响

SDS 起泡性能优良，微悬浮聚合、喷雾干燥生产的PVC 糊树脂，残留的SDS 在后加工过程中受剪切力的作用形成气泡， 严重影响后加工制品的性能，如何消除这些泡沫，是下游加工企业最关心的问题。而无机盐的存在，压缩了扩散双电层，使2 个表面间的静斥力减弱，液膜易变薄，泡沫的稳定性变差，不同离子浓度的PVC胶乳起泡体积见表4。

由表4 得知，不同离子浓度聚氯乙烯增塑糊起泡沫的起泡体积不同，当Na+和Mg2+浓度在一以下时，起泡体积随Na+和Mg2+浓度的增大而减小，当Na+和Mg2+浓度增大至0.5×10－4mol/L 时，起泡体积减小转为趋于平缓。

表4 不同离子浓度的PVC胶乳起泡体积

3．2 不同浓度无机盐对PVC 胶乳消泡时间的影响

不同离子浓度的PVC胶乳消泡时间见表5。

表5 不同离子浓度的PVC胶乳消泡时间

从表5得知，泡沫的消泡时间越长，泡沫的稳定性越好。随着Na+和Mg2+浓度的增加，泡沫的半衰期先减小后趋于平缓；当Na+和Mg2+浓度小于0.5×10-4mol/L 时，泡沫的半衰期随Na+和Mg2+浓度的增大而减小，泡沫稳定性变差；当Na+和Mg2+浓度增大至0.5×10-4mol/L 时，泡沫消泡时间最短，即泡沫衰减速度最快，随着Na+和Mg2+浓度继续增加，泡沫的半衰期由减小转为趋于平缓。

4 结论

通过对比SDS 中不同无机盐含量对PVC 胶乳粒径的影响和不同Mg、Na 离子浓度下胶乳起泡能力、消泡时间得到以下结论。

（1）随着不同金属离子的无机盐浓度的升高，树脂中值粒径减小，这是因为反离子效应。与表面活性离子所带电荷相反的无机离子（常称之为反离）对阴离子表面活性剂而言，金属离子就是其反离子，电解质的加入使胶团的双电层压缩，减少了表面活性剂的离子头的相互排斥作用，从而使得更多的表面活性剂离子进入胶团中，而体系的自由能不会增加[1]。

（2）随着离子浓度的增加，气泡体积先减小后趋于稳定。阳离子对增塑糊起泡能力的影响大小顺序为：Mg2+＞Na+；随着离子浓度的增加。

（3）随着Na+和Mg2+浓度的增加，泡沫的消泡时间先减小后呈不同的趋势，泡沫稳定性的影响程度大于Na+和Mg2+。