水介質(zhì)中雙親性共聚物的無(wú)皂乳液綠色合成與性質(zhì)研究.pdf

1、綠色化學(xué)是一門從源頭上減少化學(xué)污染的新興領(lǐng)域，它包含十二原則。其中一條重要的原則是應(yīng)盡可能避免使用輔助物質(zhì)(如溶劑、分離劑等)，如用時(shí)應(yīng)是無(wú)毒的。我們主要致力于以環(huán)境友好的水作為唯一的溶劑，在不使用其他有害的輔助劑如表面活性劑的條件下實(shí)現(xiàn)聚合物(均聚物和共聚物)的合成。本文以超聲為輔助手段，實(shí)現(xiàn)了無(wú)皂?xiàng)l件下親水性單體與親油性單體的水相乳液共聚，并將活性自由基聚合技術(shù)引入超聲輔助的無(wú)皂乳液聚合中，實(shí)現(xiàn)了雙親性高分子的可控聚合，詳細(xì)探討了乳

2、液穩(wěn)定的具體過(guò)程，提出了“自穩(wěn)定”機(jī)理。本論文的主要工作結(jié)果敘述如下： 1.首先在超聲輔助條件下，在水相體系中實(shí)現(xiàn)了親水性單體丙烯酰胺與親油性單體苯乙烯的無(wú)皂乳液共聚，避免了現(xiàn)有方法中使用有機(jī)溶劑或者表面活性劑的問(wèn)題。通過(guò)FT-IR，HNMR，DSC等手段表征了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與性能，利用元素分析計(jì)算了產(chǎn)物的化學(xué)組成。GPC分析表明產(chǎn)物的分子量為1.86×10<'5>g/mol，分子量分布PDI=2.31。利用LLS，AFM，TEM等

3、觀察了產(chǎn)物在不同溶劑中的自組裝性質(zhì)。結(jié)果表明超聲輔助手段可以成功的在無(wú)皂乳液條件下得到苯乙烯和丙烯酰胺的共聚物，并且可以有效的提高反應(yīng)物的產(chǎn)率和反應(yīng)速率，在反應(yīng)180 min時(shí)產(chǎn)率即可達(dá)到90％。 2.在此工作基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步得到結(jié)構(gòu)可控的雙親性嵌段共聚物，我們引入了可逆加成-分裂-鏈轉(zhuǎn)移(RAFT)活性聚合技術(shù)，創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)超聲輔助的無(wú)皂乳液可控聚合。整個(gè)過(guò)程分為兩步，首先在水溶液中，通過(guò)RAFT控制得到親水性單體丙烯酰胺的

4、均聚物；然后以得到的均聚物作為水溶性的大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，在水相中條件下參與親油性單體苯乙烯無(wú)皂乳液聚合。通過(guò)詳細(xì)觀察了乳液從分相到穩(wěn)定的過(guò)程，探討了其中的機(jī)理，提出了自穩(wěn)定的機(jī)理。這種方法在超聲細(xì)乳化之后得到細(xì)乳液之后，不需要進(jìn)一步攪拌，在加熱聚合條件下即可最終形成自身非常穩(wěn)定的乳液，該乳液放置一年時(shí)間仍保持穩(wěn)定。這種簡(jiǎn)便的方法可進(jìn)一步延伸到其它雙親性嵌段共聚物的無(wú)皂乳液聚合中，具有廣泛的應(yīng)用意義。 此外，還觀察了雙親性共聚物溶液

5、在不同的環(huán)境條件下誘導(dǎo)干燥得到共聚物膜表面結(jié)構(gòu)與化學(xué)組成的變化。 3.在水相體系中實(shí)現(xiàn)丙烯酸的直接聚合，得到分子量分布窄的PAA。丙烯酸是一種活性很高的單體，由于其功能基團(tuán)的存在，無(wú)法進(jìn)行離子聚合，僅能用自由基方法聚合。傳統(tǒng)的合成方法是將丙烯酸酯通過(guò)離子活性聚合，后水解得到聚丙烯酸。本試驗(yàn)合成了一種不對(duì)稱的三硫代碳酸酯，通過(guò)RAFT方法，實(shí)現(xiàn)丙烯酸在水相體系的直接聚合。與同類文獻(xiàn)比較，具有方法簡(jiǎn)單易操作并在以環(huán)境友好的水為介質(zhì)的