STYREENI-BUTADIEENILATEKSIN VALMISTUS EMULSIOPOLYMEROIN-NILLA JA LATEKSIN VISKOSITEETTIIN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT.

Työn tavoitteina oli kirjallisuusosassa selvittää emulsiopolymeroinnin perusperiaatteet ja lateksien viskositeettiin vaikuttavat tekijät. Kokeellisessa osassa selvitettiin eräiden kaupallisten lateksien viskositeettiin vaikuttavia tekijöitä. Tutkittujen kaupallisten lateksien viskositeettien riippuvuudelle kuiva-ainepitoisuudesta saatiin tulokset, jotka ovat melko hyvin yhtäpitäviä kirjallisuudesta saatujen tulosten kanssa. Tutkitut lateksit erosivat lähinnä maksimaalisen polymeeripartikkelin tilavuusosuuden kohdalla kirjallisuudesta saaduista arvoista. Tämän todettiin johtuvan sähköisen kaksoiskerroksen ja partikkelin pintaan kiinnittyneiden ryhmien vaikutuksesta. Tämä tulos varmentui elektrolyyttipitoisuuden vaikutusta selvitettäessä. Elektrolyyttilisäys laski lateksien viskositeetteja ja pienensi lateksien välisiä viskositeettieroja. Lateksin pH:n nostolla oli selvästi viskositeettia kasvattava vaikutus. Tämä johtuu osaltaan myös sähköisen kaksoiskerroksen kasvamisesta happoryhmien ionisoituessa. Latekseja toisiinsa verrattaessa havaittiin selkeästi karboksyylihapon ja initiaattorista peräisin olevien happoryhmien määrän vaikutus lateksin viskositeetin muutokselle. Paljon karboksyylihappoa ja initiaattoria sisältävien lateksien viskositeetti muuttui selvästi voimakkaammin pH:n muuttuessa. Latekseissa havaittiin myös ero heikkojen karboksyylihapporyhmien ja vahvojen initiaattorista peräisin olevien happoryhmien ionisoitumisen välillä. Vahvat happoryhmät ionisoituivat matalammassa pH:ssa kuin vahvat ja nostavat näin myös viskositeettia matalammassa pH:ssa kuin karboksyylihapporyhmät. Anionisen emulgaattorin lisäyksellä ei havaittu olevan kovinkaan suurta vaikutusta viskositeettiin. Partikkelikoon vaikutusta voitiin tutkia ainoastaan prosessista saadun mittausaineiston avulla. Partikkelikoon vaikutukset peittyivät suurelta osin muiden tekijöiden alle. Ainoastaan yhdelle lateksityypille saatiin selkeä riippuvuus partikkelikoon ja viskositeetin välille. Riippuvuus noudattaa kirjallisuudesta saatuja tietoja eli partikkelikoon kasvaessa viskositeetti laskee. Myös lateksin viskositeetin riippuvuus käytetystä leikkaus-nopeudesta noudattaa hyvin kirjallisuudesta saatuja tuloksia. Lateksin viskositeetti laskee leikkausnopeuden kasvaessa.

The aim of this thesis was to find out the basic theory of emulsion polymerisation and the factors affecting the viscosity of latices. In the experimental part of the thesis the factors affecting the viscosity of some commercial latices were studied. As the commercial latices were studied, the relationship between the dry matter portion of the latices and the viscosity were in good agreement with the results from the literature. The difference between the latices studied and the literature values were mainly in the maximum volume fraction of the latices. This was due to the effect of the electrical double layer around the particles and the molecules attached to the surface of the particles. This result was confirmed as the effect of electrolyte concentration was studied. An increment of the electrolyte decreased viscosity of the latices and the differences between the latices. As the pH was raised the effect was a raise in the viscosity. This was due to the growth of the electrical double layer as the acid groups were ionised. When different types of latices were compared, the effects of the amounts of carboxyl acids and initiator based acids were clearly seen. Also, a difference between the ionisation of strong initiator based acidic groups and weak carboxyl groups was found. The strong acidic groups were ionised at a lower pH than the weak acidic groups and also they increased the viscosity at lower pH than the carboxyl groups. The increment of an anionic emulgator had no particular effect on the viscosity. The effect of the particle size was studied only by investigating the changes in the particle size of normal production. The effect of the particle size was not clearly seen as the other factors disturbed the effect too much. Only one type of latex showed clear relationship between the particle size and the viscosity. The dependence is in good agreement with values from the literature as the viscosity is decreasing when the particle size increases. Also the effect of the shear rate is in agreement with the literature. The viscosity of the latex is decreasing as the shear rate increases.