水介質中雙親性共聚物的無皂乳液綠色合成與性質研究.pdf

1、綠色化學是一門從源頭上減少化學污染的新興領域，它包含十二原則。其中一條重要的原則是應盡可能避免使用輔助物質(如溶劑、分離劑等)，如用時應是無毒的。我們主要致力于以環(huán)境友好的水作為唯一的溶劑，在不使用其他有害的輔助劑如表面活性劑的條件下實現(xiàn)聚合物(均聚物和共聚物)的合成。本文以超聲為輔助手段，實現(xiàn)了無皂條件下親水性單體與親油性單體的水相乳液共聚，并將活性自由基聚合技術引入超聲輔助的無皂乳液聚合中，實現(xiàn)了雙親性高分子的可控聚合，詳細探討了乳

2、液穩(wěn)定的具體過程，提出了“自穩(wěn)定”機理。本論文的主要工作結果敘述如下： 1.首先在超聲輔助條件下，在水相體系中實現(xiàn)了親水性單體丙烯酰胺與親油性單體苯乙烯的無皂乳液共聚，避免了現(xiàn)有方法中使用有機溶劑或者表面活性劑的問題。通過FT-IR，HNMR，DSC等手段表征了產物的結構與性能，利用元素分析計算了產物的化學組成。GPC分析表明產物的分子量為1.86×10<'5>g/mol，分子量分布PDI=2.31。利用LLS，AFM，TEM等

3、觀察了產物在不同溶劑中的自組裝性質。結果表明超聲輔助手段可以成功的在無皂乳液條件下得到苯乙烯和丙烯酰胺的共聚物，并且可以有效的提高反應物的產率和反應速率，在反應180 min時產率即可達到90％。 2.在此工作基礎上，為了進一步得到結構可控的雙親性嵌段共聚物，我們引入了可逆加成-分裂-鏈轉移(RAFT)活性聚合技術，創(chuàng)造性地實現(xiàn)超聲輔助的無皂乳液可控聚合。整個過程分為兩步，首先在水溶液中，通過RAFT控制得到親水性單體丙烯酰胺的

4、均聚物；然后以得到的均聚物作為水溶性的大分子鏈轉移劑，在水相中條件下參與親油性單體苯乙烯無皂乳液聚合。通過詳細觀察了乳液從分相到穩(wěn)定的過程，探討了其中的機理，提出了自穩(wěn)定的機理。這種方法在超聲細乳化之后得到細乳液之后，不需要進一步攪拌，在加熱聚合條件下即可最終形成自身非常穩(wěn)定的乳液，該乳液放置一年時間仍保持穩(wěn)定。這種簡便的方法可進一步延伸到其它雙親性嵌段共聚物的無皂乳液聚合中，具有廣泛的應用意義。 此外，還觀察了雙親性共聚物溶液

5、在不同的環(huán)境條件下誘導干燥得到共聚物膜表面結構與化學組成的變化。 3.在水相體系中實現(xiàn)丙烯酸的直接聚合，得到分子量分布窄的PAA。丙烯酸是一種活性很高的單體，由于其功能基團的存在，無法進行離子聚合，僅能用自由基方法聚合。傳統(tǒng)的合成方法是將丙烯酸酯通過離子活性聚合，后水解得到聚丙烯酸。本試驗合成了一種不對稱的三硫代碳酸酯，通過RAFT方法，實現(xiàn)丙烯酸在水相體系的直接聚合。與同類文獻比較，具有方法簡單易操作并在以環(huán)境友好的水為介質的