AGET ATRP法制備聚丙烯酸丁酯乳液的研究.pdf

1、電子轉(zhuǎn)移活化原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(AGETATRP)是ATRP技術(shù)的最新發(fā)展之一，該體系使用高氧化態(tài)的過渡金屬作催化劑，同時(shí)加入還原劑，提高了體系的抗氧能力，一經(jīng)提出便備受關(guān)注。乳液聚合以水為分散介質(zhì)，屬于環(huán)境友好的化工過程，更符合現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的要求。本論文將傳統(tǒng)的乳液聚合與電子轉(zhuǎn)移活化原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(AGETATRP)技術(shù)相結(jié)合，以丙烯酸丁酯(BA)為聚合單體，生物相容性好的六水合三氯化鐵(FeCl3·6H2O)為催化劑，自制的N

2、-十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)為配體，抗壞血酸(VC)為還原劑，α-溴代異丁酸乙酯(EBiB)為引發(fā)劑，自制的陽離子型Gemini乳化劑(C16.2-16)與聚氧乙烯月桂醚（Brij35）復(fù)配組成復(fù)合乳化體系，選用“兩步加料法”成功實(shí)現(xiàn)了乳液體系中BA的AGETATRP。主要研究內(nèi)容如下:
　　首先，以乙二胺、溴代十六烷和氯乙酸鈉為原料合成了N-十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)。分別考察了原料配比、反應(yīng)溫度和體系pH值等因

3、素對(duì)反應(yīng)的影響，得出了較優(yōu)的反應(yīng)條件為:n（氯乙酸）/n(N-十六烷基乙二胺)=3.6/1，反應(yīng)溫度60℃，體系pH應(yīng)保持在8左右，最終產(chǎn)品收率為82.7％。采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和核磁共振氫譜(1HNMR)對(duì)HED3A的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果顯示，成功合成了進(jìn)行AGETATRP所需的配體。
　　其次，探討了各反應(yīng)工藝參數(shù)對(duì)BA單體的乳液AGETATRP反應(yīng)的影響。分別考察了加料方式、乳化劑、配體、催化劑、還原劑、引發(fā)

4、劑以及聚合溫度對(duì)聚合過程的影響。結(jié)果表明:當(dāng)原料配比為[BA]0/[FeCl3]0/[HED3A]0/[VC]0/[EBiB]0=300/1/0.5/0.5/2，固含量為13wt％，Brij35∶C16-2-16=3∶1，復(fù)合乳化劑用量為4.0wt％（相對(duì)于單體質(zhì)量），反應(yīng)溫度為60℃時(shí)，聚合反應(yīng)顯示活性/可控特征。通過重量法計(jì)算單體的轉(zhuǎn)化率，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率隨著時(shí)間緩慢增大，最終單體的轉(zhuǎn)化率可達(dá)75.52％，ln([M]0/[M])與時(shí)間呈