羧甲基纖維素-甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的合成及應(yīng)用.pdf

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：080070學(xué)位論文羧甲基纖維素一甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的合成及應(yīng)用指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：邵博韓福芹副教授碩士2008年4月東北林業(yè)大學(xué)東北林業(yè)大學(xué)學(xué)科專業(yè)：高分子化學(xué)與物理論文答辯日期：2008年6月授予學(xué)位日期：答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：素夕厶櫛素犬學(xué)摘要摘要利用羧甲基纖維素(CMC)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)在水介質(zhì)中用過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，合成稻殼一水泥復(fù)合材料的植物纖

2、維表面處理劑羧甲基纖維素接枝甲基丙烯酸甲酯(CMCgPMMA)。接枝聚合得到CMCgPMMA乳液，傅立葉紅外光譜證明MMA成功的接枝到了CMC上。探索了反應(yīng)條件，利用不同條件下合成CMCgPMMA的傅立葉紅外光譜分析了引發(fā)劑用量、反應(yīng)物比例對(duì)該自由基聚合反應(yīng)的影響。結(jié)果證明：羧甲基纖維素接枝甲基丙烯酸甲酯反應(yīng)的最佳條件是溫度80。C，pH值為9。實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)，引發(fā)劑用量對(duì)于該反應(yīng)的影響較小。分析了反應(yīng)機(jī)理，描述了反應(yīng)歷程。該反應(yīng)共分為四部

3、：$2082分子分解成S04。；S04‘自由基向CMCOH轉(zhuǎn)移；CMCO活性種引發(fā)MMA聚合；MMA進(jìn)行聚合形成側(cè)鏈。掃描電子顯微鏡照片為反應(yīng)發(fā)生提供重要佐證。并根據(jù)能量散射X射線分析譜圖計(jì)算了平均每個(gè)葡萄糖環(huán)上MMA結(jié)構(gòu)單元數(shù)。通過(guò)熱重分析研究了反應(yīng)物和產(chǎn)物的熱解行為，進(jìn)行了CMCgPMMA非等溫?zé)峤鈩?dòng)力學(xué)計(jì)算，其熱解過(guò)程為自催化反應(yīng)。表觀活化能E為4196kJ／mol，InA為1731。熱分析結(jié)果證明了接枝反應(yīng)的成功。CMCgPMM

4、A的X射線衍射譜圖(XRD)表明，甲基丙烯酸甲酯單元引入后，羧甲基纖維素的空間位阻效應(yīng)變大，結(jié)晶度降低。MMA單體首先在CMC的非晶表面區(qū)域發(fā)生了自由基引發(fā)聚合反應(yīng)，然后發(fā)生鏈增長(zhǎng)反應(yīng)。品格的進(jìn)一步破壞應(yīng)是與MMA鏈增長(zhǎng)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的。甲基丙烯酸甲酯的鏈增長(zhǎng)發(fā)生在接枝反應(yīng)之后，擴(kuò)大了無(wú)定型區(qū)的比例，從而結(jié)晶度降低。這一點(diǎn)與推測(cè)的反應(yīng)機(jī)理相符。XRD譜圖證明，產(chǎn)物中沒(méi)有其他晶體生成，所有MMA全部參加了接枝反應(yīng)。說(shuō)明這一反應(yīng)具有很好選擇性

5、。X射線衍射譜圖為反應(yīng)的進(jìn)行提供了重要證據(jù)，也證明上述反應(yīng)機(jī)理的正確性。采用CMCgPMMA作為植物纖維表面處理劑，并與水泥制成復(fù)合材料。對(duì)復(fù)合材料的密度、抗折性能、斷面表面形貌(SEM法)、吸聲性能、保溫性能和燃燒性能(錐形量熱儀法)進(jìn)行了測(cè)試和分析。結(jié)果表明，添加CMCgPMMA可大幅度提高植物纖維水泥復(fù)合材料的抗折強(qiáng)度和模量，當(dāng)?shù)練だw維含量為20％，CMCgPMMA添加量為1％時(shí)，抗折強(qiáng)度和模量分別為未添加CMC—gPMMA試樣的