超低聚合度聚乙烯醇合成中偶氮类引发剂的研究

发布时间：2020-08-27 19:23

【摘要】：本文先以醋酸乙烯酯为原料,甲醇作溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,用溶液聚合的方法合成了超低聚合度聚乙烯醇。实验中,我们探究了单体和溶剂的比例,引发剂浓度,反应时间,反应温度,链转移剂的用量等因素对产物聚醋酸乙烯酯聚合度的影响,通过正交实验分析得到最佳反应条件:单体与引发剂的摩尔比为25:1,单体与溶剂体积比4:5,反应时间4 h,温度67℃时,醇解得到了聚合度300左右的超低聚合度的聚乙烯醇。通过与引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)、异丙苯过氧化氢(CHP)的实验对比我们发现,在温度60~70℃的条件下,用引发剂BPO和CHP合成的PVA,最低聚合度分别为465和334,产率分别为80%和75%,使用AIBN为引发剂产物聚合度更低,为300左右,产率更高,可达85%左右,在实际生产中偶氮类引发剂便于储存,产物颜色透明或洁白,由于以上优点,所以我们选择用偶氮类引发剂做进一步研究。用偶氮二异戊腈(AMBN)、偶氮二环己基甲腈(ACCN)、偶氮二异丁酸二甲酯(AIBME)、偶氮二异庚腈(ABVN)作引发剂,应用于聚乙烯醇的聚合体系中,探究最佳反应条件:单体和引发剂摩尔比为25:1,单体与溶剂体积比为1:1,温度分别为:67℃、65℃、70℃、70℃时,产物最低聚合度分别为689、484、255和156。通过红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)、示差扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、凝胶渗透色谱法(GPC)等手段表征,发现自制的聚乙烯醇与市场主流超低聚合度产品相比,分散性更好,熔融温度和结晶化温度低,在100 ℃左右就可以完全溶解,水溶性更好。
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ325.9;TQ314.241
【图文】：

形貌,聚合度,扫描电镜图,引发剂

图 3.3 不同聚合度的 PVA 扫描电镜图Figure 3.3 Scanning electron microscopy of PVA with different polymerization degrees图 1 为市售低分子量（40000 左右）聚乙烯醇，我们可以看出其形态成拉丝胶状，分较差。图 2～6 为自制不同种偶氮类引发剂 PVA ，图 2 引发剂为偶氮二异丁腈，聚合0，分子量 27500 左右，可以看出形貌呈分散的颗粒状，分布均匀：图 3 引发剂为偶氮戊腈，聚合度 600，分子量 51600 左右，结构呈蜂窝状络合物；图 4 引发剂为偶氮二环甲腈，分子量 25000 左右，形状不规则，有分散有连接；图 5 引发剂为偶氮二异庚腈，量 10000 左右，形状规则如流动的血小板状，分散也比较均匀；图 6 引发剂为偶氮二异二甲酯。可以看出自制 PVA，随着分子量越低，分散性越好，形态越均匀。

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