Page 244 - 精细化工2019年第9期

·1972· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

所示，凝聚后橡胶与凝聚前相比，黏弹性降低，黏 含量胶乳时，絮凝剂添加量为乳化剂质量的 0.8 倍，
弹性下降会降低橡胶的延展性，用絮凝后的 PSBR 而胶乳制备时，乳化剂用量一般控制在胶乳质量的
改性沥青时延度指标会下降。凝聚后的老化过程， 1.6%~1.8% [12] ，故选择氯化钠添加量为胶乳质量的
在相对较高的 80 ℃下进行，容易使橡胶的凝胶量 1.3%~1.4%。
增加，势必降低橡胶在沥青中的溶解性，继而影响
改性沥青的性能。所以，从改性沥青的性能指标考
虑，需优化絮凝、凝聚等工艺参数指标。
2.2 胶粉制备工艺优化
胶乳到胶粉的成型过程表明，凝聚和絮凝对其
颗粒成型影响较大。通过胶粉制备改性沥青时，较
小的粒径意味着胶粉在沥青中快速溶解。虽然胶乳
通过隔离、凝聚、絮凝和老化过程，胶乳的颗粒不
可避免扩大，但从应用角度，粒径控制具有重要意
义。本文考察了粉末化工艺对胶粉粒径的影响。为
了精准分析粒径变化，选择了胶乳乳液和胶粉分散
的水溶液进行研究，避免了胶粉干燥环节对粒径测
试的干扰。
2.2.1 絮凝剂氯化钠用量对胶乳粒径的影响
絮凝是凝聚法的重要一环，加入氯化钠絮凝剂
目的是提高双电层的离子浓度，提高后续凝聚阶段
的胶粉稳定性。若加入氯化钠絮凝剂过少，为保持
制备胶粉的稳定性，后续的凝聚过程需加入过量的
镁、钙金属盐凝聚剂，造成胶粉在沥青中的溶解度

下降，影响其应用性能。过多引入氯化钠，其钠离
图 4 氯化钠用量对丁苯胶乳粒径的影响（a）与粒径在
子会不同程度压缩胶乳的双电层，降低胶乳表面稳
300~350 nm 的放大图（b）
定性，胶乳粘连加剧，同样影响胶粉在沥青中的溶 Fig. 4 Effect of NaCl dosage on the particle size (a) of
解度 [16] 。因此，本文在前期工作的基础上 [12] ，确定 styrene-butadiene latex and magnified image with
particle size of 300~350 nm (b)
了 3 个氯化钠添加量，m(氯化钠)∶m(乳化剂)分别
为 0.8∶1.0、1.0∶1.0 和 1.2∶1.0，考察了氯化钠的
2.2.2 凝聚温度对胶乳粒径的影响
加入量对胶乳粒径的影响，结果如图 4 所示，实验
温度对胶乳粒径的影响有两方面，温度过低凝
方法同 1.2 节。
聚速度慢，而温度过高时，凝聚速度过快，又容易
从图 4 可以看出，NaCl 与乳化剂的质量比由
使胶乳粒发生粘连，易出现凝胶粒，造成胶粉的块
0.8:1.0 增加到 1.2:1.0 时，胶乳的粒径略有减小。由
团出现，不利于控制胶粉质量，因此，凝聚温度也
于乳胶粒子表面附着一层乳化剂，在介质水中，胶
是关键因素之一，本文对凝聚温度进行了考察，结
乳和水之间存在电位差，即 ξ 电位，ξ 的大小决定着
果如图 5 所示，实验方法同 1.2 节。
胶乳粒子的稳定性。通过加入电解质可以降低 ξ 电
位，从而降低胶乳粒子的稳定性。NaCl 用量增加，
胶乳的相互排斥作用减弱，胶乳粒子碰撞增多，胶
乳粒径增大。但是过多的电解质加入，导致胶乳粒
子间稳定性下降，胶粒间相互粘附，粘连成块。当
胶乳粒径较大（>0.4 m）时，部分胶粒间仅呈现微
弱的结合 [19] ，在机械搅拌下又会发生分离，因此，
出现粒径变小的现象。随搅拌时间延长，约 30 min
后过程趋于平衡，粒径趋于稳定。在粒径相差不大
时，粒径越大胶乳机械稳定性越好 [20] 。所以，m(氯
化钠)∶m(乳化剂)=0.8∶1.0 时效果最好。制备高固