ATRP微乳液法制备丙烯酸酯及其共聚物乳液的研究

发布时间：2019-11-18 15:54

【摘要】：聚合物微乳液也称纳米乳液,具有非常低的界面张力,十分强的润湿、乳化和增溶能力,能够很好地渗透到固体表面和织物毛细孔中,在涂料、胶黏剂和洗涤剂等领域具有普通乳液不能比拟的优势。本论文将微乳液聚合与原子转移自由基聚合(ATRP)相结合,制备单组分聚合物微乳液及具有嵌段结构的聚合物乳液,研究了聚合体系的反应动力学,对聚合物结构进行表征,探讨乳液粒径的影响因素并对乳液性质进行初步分析。首先本论文研究了以AIBN为引发剂,以FeCl3与Ph3的配合物([FeCl3]/[Ph3]=1/2)为催化剂,进行丙烯酸丁酯的RATRP微乳液聚合,体系[AIBN]/[FeCl3/2Ph3]/[BA]=0.5/(0.5/1)/1000的动力学曲线为一条通过原点的直线,并且其分子量随着转化率线性增大,符合可控/活性特征,少量的电解质NaCl可进一步提高聚合过程的可控／活性。在此基础上,在微乳液中采用自由基调聚与ATRP目结合的技术,通过自由基调聚反应制备出Cl-PVAc-CCl3种子微乳液,并以此为大分子引发剂,以FeCl2/2Ph3为ATRP催化剂,引发第二单体BA的聚合,通过FTIR、NMR的结构表征证明得到以-CCl2-连接的醋丙嵌段共聚物,并且调聚剂CCl4用量多的体系,其ATRP聚合阶段动力学曲线为一条直线,分子量随着转化率的升高而线性增大,具有可控/活性特征。通过反向原子转移自由基聚合(RATRP)微乳液法制备单组分的PBA微乳液,催化剂用量的增多会使乳液粒径增大,少量电解质NaCl可以使粒径分布收窄。而在制备醋丙嵌段共聚物乳液的实验中,改进工艺即采用半连续法可以得到共聚物细乳液。
【图文】：

相互作用能,表面活性剂,界面区,水体系

图1一1油/表面活性剂/水体系界面区的相互作用能[6]F19.1一1Cohesiveenergybetweeninterfaeeofo/C/W所以Winsor的关于内聚能的R比理论，主要就是界面层与油的相互作用除以界面层水的相互作用，决定了即将得到的界面曲率，即如果R>1，界面与油接触的面积增而与水接触的面积减少，油相倾向于形成连续相，类似的，平衡的界面层R=1。winsor[6]提出微乳液体系可以分为如下4个相平衡类型:winsorl，R<l，水包油型微乳液，富含表面活性剂的水相与油相共存，油相中表面活性剂仅以浓度较低的单体形式存在;Winsorn，R>1，油包水型微乳液，富含表面活性剂的油相与含表面活性剂较少的水相共存;winsorm，R一1，是I和H的中间相，双连续相结构，富含表面活性剂的中相与含较少表面活性剂的水油两相共存;

增长链,微乳液聚合,单体,催化剂

/乃\一乳化剂图2一 2BA的RA’「RP—一增长链>一催化剂O一单体微乳液聚合FigZ一 2MechanismofBAforRAT即mieroemulsionPolymerization2.2.3测试与表征2.2.3.1单体转化率、聚合物含量及固含量测定反应结束时取一定量的乳液置于称量瓶中，低温下烘干后称量，扣除非挥发性组分后可算出聚合物的量，，并进一步按下列式子一计算转化率(C)、聚合物含量(P)和固含量(SC):C=MI/MZ(2一1) P=MI/M3X100%(2一2) SC=M4/M3X100%(2一3)式中:Ml一样品乳液里聚合物的质量;MZ一样品乳液里初始单体的质量;M3一样品乳液的质量;M4一样品乳液干燥后的质量;转化率还可以通过膨胀计法测定:一记录膨胀计毛细管内液柱高(体积变化)随时间的变化，通过下式计算出单体转化率(C)。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TQ316.334

【参考文献】