甲基丙烯酸正丁酯微乳液可控-“活性”光聚合動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本文以氮氧自由基與受阻胺衍生物為調(diào)控劑,采用光引發(fā)聚合方法研究了甲基丙烯酸正丁酯(n-BMA)三種類型微乳液的可控/“活性”聚合,深入系統(tǒng)地研究了n-BMA微乳液體系可控光聚合的控制機(jī)理及其動(dòng)力學(xué)規(guī)律,并對(duì)聚合產(chǎn)物的形貌進(jìn)行了掃描電鏡表征,主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)用目視法和電導(dǎo)率法繪制了n-BMA/n-butanol/十二烷基硫酸鈉(SDS)-H2O體系擬三元相圖、n-BMA/n-pentanol/SDS-H2O體系擬三元

2、相圖、n-BMA/十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)/H2O三組分體系的擬三元相圖和n-BMA/n-butanol/CTAB-H2O體系擬三元相圖。采用電導(dǎo)率儀,測(cè)定了不同類型微乳液的結(jié)構(gòu)變化,隨著水相含量的增加,體系的電導(dǎo)率發(fā)生明顯的變化,體系由W/O型微乳液經(jīng)雙連續(xù)型微乳液逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镺/W型微乳液。對(duì)微乳液的粒度分析表明,聚合前(單體液滴)、后(膠乳粒)的平均粒徑并無(wú)差別,體系仍然穩(wěn)定。
　　(2)對(duì)于正相微乳液體系,在室溫條件

3、下,以Irgacure184為光引發(fā)劑的研究結(jié)果表明,體系的總體轉(zhuǎn)化率比較低,且聚合物的分子量都較小,分子量的多分散系數(shù)也比較大。這可能是,由于單體濃度太低,乳化劑的濃度太高,阻礙了鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的進(jìn)行,因此,不管是以 SDS為乳化劑的四元體系還是以 CTAB為乳化劑的三元體系,HO-TEMPO對(duì)n-BMA的調(diào)控效果都不是很明顯。
　　對(duì)于W/O型以SDS為陰離子乳化劑的n-BMA微乳液體系,在HO-TEMPO調(diào)控下,隨著單體濃度的提

4、高,n-BMA的可控光聚合體系的轉(zhuǎn)化率明顯提高。同時(shí),體系轉(zhuǎn)化率與時(shí)間曲線、動(dòng)力學(xué)曲線都符合線性增長(zhǎng)關(guān)系。分子量隨著轉(zhuǎn)化率的增大與增加,多分散系數(shù)隨之下降,多分散系數(shù)也比較低,最低達(dá)到1.5,基本達(dá)到可控效果。對(duì)于陽(yáng)離子乳化劑CTAB的n-BMA微乳液體系,為使在提高單體含量的同時(shí)降低助乳化劑的量,我們選擇了甲苯作為輔助油相,使體系單體濃度達(dá)到60％。在TMP/HO-TEMPO=2.0時(shí),由于TMP在體系中發(fā)生原位光氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈踝?/p>

5、由基起到協(xié)同調(diào)控作用,并且消耗了體系中微量氧,因此我們得到了良好了動(dòng)力學(xué)曲線關(guān)系,并且所得聚合物的分子量隨著轉(zhuǎn)化率線性增長(zhǎng),多分散系數(shù)結(jié)果也比較好(PDI=1.7~1.4),并且隨著轉(zhuǎn)化率增加而降低。
　　對(duì)于n-BMA的雙連續(xù)型的微乳液可控光聚合,在HO-TEMPO調(diào)控下,陰離子乳化劑SDS體系,由于單體濃度的較反相微乳液體系的低,體系轉(zhuǎn)化率較W/O型微乳液有一定的降低。雖然體系轉(zhuǎn)化率與時(shí)間曲線、動(dòng)力學(xué)曲線都符合線性增長(zhǎng)關(guān)系。單

6、體分子量隨著轉(zhuǎn)化率的增大呈不規(guī)律分布,多分散系數(shù)也比較高,體系的調(diào)控效果不佳。對(duì)于陽(yáng)離子乳化劑 CTAB體系,體系得到了良好了動(dòng)力學(xué)曲線關(guān)系,并且所得聚合物的分子量隨著轉(zhuǎn)化率線性增長(zhǎng),多分散系數(shù)結(jié)果也比較好,最低達(dá)到1.5,并且隨著轉(zhuǎn)化率增加而降低。HO-TEMPO對(duì)n-BMA的雙連續(xù)型微乳液體系有一定的調(diào)控效果。
　　(3)借助動(dòng)態(tài)光散射儀,我們對(duì)微乳液聚合前后進(jìn)行了粒徑表征,結(jié)果表明聚合前后粒徑基本保持不變,并且達(dá)到了納米尺寸