丙烯酸酯的原子轉(zhuǎn)移自由基共聚合研究.pdf_第1頁(yè)
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1、論文利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)與甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)在乳液中的共聚合。利用以溴化芐為引發(fā)劑,溴化銅和溴化亞銅為組合催化劑,Tween-80為乳化劑,2,2'—聯(lián)吡啶(bpy)、4,4'—二(5—壬基)—2,2'—聯(lián)吡啶(dNbpy)、1,10—鄰二氮菲(phen)、N,N',N',N",N"—五甲基二乙烯基三胺(PMDETA)為配體分別進(jìn)行MMA與HEMA的乳液聚合,討論了MMA與HEMA

2、的乳液ATRP的影響因素,得到了最佳配方,并通過(guò)羥值分析、紅外光譜、核磁共振譜分析了最佳配方所制得共聚物的結(jié)構(gòu)。
  首先比較了兩種不同加料方式所進(jìn)行的ATRP,通過(guò)測(cè)定單體轉(zhuǎn)化率,分析了加料方式對(duì)反應(yīng)的影響。當(dāng)油溶性的引發(fā)劑先于催化劑加入,預(yù)制乳液,再加入催化劑使反應(yīng)發(fā)生,這樣有利于引發(fā)劑進(jìn)入膠束,利于聚合反應(yīng)的發(fā)生。如果其它各種物料先加入,預(yù)制乳液,最后再加入引發(fā)劑引發(fā)反應(yīng),那么引發(fā)劑在水相發(fā)生副反應(yīng)的幾率大,有可能導(dǎo)致反應(yīng)難

3、發(fā)生或反應(yīng)速率太慢。
  改變溫度進(jìn)行不同實(shí)驗(yàn),溫度升高,聚合反應(yīng)速率增大,但會(huì)影響反應(yīng)中l(wèi)n([M]0/[M])~t的線(xiàn)性相關(guān)性。當(dāng)采用適當(dāng)?shù)呐潴w,ln([M]0/[M])~t有較好的線(xiàn)性相關(guān)性,高聚物溶液的特性粘數(shù)也隨轉(zhuǎn)化率的增大而增大,具有明顯的可控特征。配體dNbpy在較寬的溫度范圍內(nèi)能使反應(yīng)發(fā)生,具較好的可控特征,且實(shí)驗(yàn)證明油溶性配體更有利于乳液ATRP的反應(yīng)發(fā)生和可控。
  實(shí)驗(yàn)中增大配體用量比例,會(huì)使引發(fā)劑更易

4、引發(fā),加快反應(yīng)速率。反之,如果增大組合催化劑中CuBr2的比例,則反應(yīng)速率明顯變慢。同時(shí)反應(yīng)的可控特征也可能隨之改變。
  乳化劑用量對(duì)聚合反應(yīng)速率和乳液穩(wěn)定性有影響。增大乳化劑的用量,反應(yīng)速率呈增大趨勢(shì),但乳化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響與常規(guī)乳液不同,不與乳化劑濃度的0.6次方成正比。乳化劑濃度增大有利于乳液的穩(wěn)定性。
  通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了單體合適的引發(fā)體系([C6H5CH2Br]0/[CuBr]0/[CuBr2]0/[dNbpy]

5、0:1/0.95/0.05/2)、合適的乳化劑用量(Tween-80/([MMA]0+[HEMA]0):18.1%)以及該引發(fā)體系的合適反應(yīng)溫度(30℃),利用此反應(yīng)條件制得了MMA與HEMA的共聚物,該共聚物經(jīng)GPC測(cè)試,Mn=36790,PDI=1.38;ln([M]0/[M])~t關(guān)系曲線(xiàn)具有線(xiàn)性相關(guān)性。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)差熱分析儀檢測(cè),沒(méi)出現(xiàn)MMA或HEMA的均聚物的峰。經(jīng)羥值分析、NMR分析不同時(shí)間取樣,共聚物中MMA與HEMA比值變

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