简介
聚丙烯酸铵是一种水溶性高分子聚电解质，常温下为白色固体粉末，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。该化合物可吸附于纳米二氧化钛颗粒表面，调节粉体等电点、降低高浓度悬浮液黏度，常作为分散剂、流变调节剂应用于无机粉体浆料体系。
聚丙烯酸铵的性状
合成
将一定量的5#白油和司盘80/Tween 80混合均匀，得到油相。在三颈烧瓶中加入一定量的丙烯酸和水。将氨缓慢加入混合物中。冷却至室温后，向烧瓶中加入过硫酸铵、2/3 NaHSO3和N，N'-亚甲基双丙烯酰胺水溶液，得到水相。将制备好的水相加入油相中。在室温下用高速搅拌（2200rpm）将制备的水相乳化30分钟，以获得油包水乳液。将装有乳液的烧瓶放入水浴中。将温度升高到一定值。将剩余的三分之一NaHSO3溶液滴入烧瓶中。连续反应一段时间后，得到产物。向产物中加入适当的相转化剂Tween 80。将产品搅拌30分钟。将乳液冷却至室温得到标题化合物聚丙烯酸铵[1]。
用途
聚丙烯酸铵可作为分散助剂添加至陶瓷粉体浆料中，改善体系分散效果并辅助浆料固化成型。例如：加入NH4-PAA（0.8%，按Al2O3粉末的重量计），通过在预混合水溶液中球磨Al2O3和SiO2粉末（Al2O3为99重量%，SiO2为1重量%）制备50体积%的浆料。向混合物中加入丙烯酰胺（10重量%）和聚丙烯酸铵（0.5重量%）。向悬浮液中加入N，N，N'，N'-四甲基乙二胺和过硫酸铵。在真空下将混合物脱气10分钟。在60°C下加热15分钟使悬浮液固化。通过控制温度在特定条件下干燥产品得到标题化合物聚丙烯酸铵[2]。
此外，聚丙烯酸铵可吸附在纳米二氧化钛颗粒表面，调节粉体等电点、降低悬浮液黏度，从而改善纳米二氧化钛悬浮液的稳定性与流变性能。例如：研究了NH₄PAA在纳米TiO₂悬浮液中的作用。对NH₄PAA在TiO₂表面的吸附进行了探讨。结果表明，NH₄PAA的吸附量随pH值的增大而减小。随NH₄PAA添加量的增加，纳米TiO₂粉体的等电点由pH＝5.9移动到pH＝2.7处。高浓度TiO₂悬浮液的流变性能与NH₄PAA的加入量有关，加入NH₄PAA可降低悬浮液的粘度。选择适当的NH₄PAA的添加量与pH值范围可有效改善悬浮液的稳定性和流变性[3]。
参考文献
[1] Preparation of ammonium polyacrylate thickener via inverse emulsion polymerization: paste forming ability and rheological property By: Shen, Yanqin; et al. Textile Research Journal (2023), 93(21-22), 4908-4921.
[2] A novel approach for Al2O3/epoxy composites with high strength and thermal conductivity By: Hu, Yong; et al. Composites Science and Technology (2016), 124, 36-43.
[3] 吕伟,吴佑实,石元昌,等.聚丙烯酸铵吸附对TiO2悬浮液稳定及流变性的影响[J].山东大学学报：工学版, 2003, 33(4):4.DOI:10.3969/j.issn.1672-3961.2003.04.002.