非腈復(fù)合引發(fā)劑用于生物醋酸乙烯溶液聚合研究.pdf

1、醋酸乙烯(VAc)經(jīng)自由基引發(fā)聚合生成聚醋酸乙烯(PVAc)，再經(jīng)堿或酸催化醇解制得聚乙烯醇(PVA)。VAc溶液聚合的傳統(tǒng)引發(fā)劑是偶氮二異丁腈(AIBN)，導(dǎo)致腈根(CN)殘基接在大分子鏈末端，使得PVAc中含有毒性的CN基團(tuán)。本文以生物乙烯法制造的醋酸乙烯(Bio-VAc)為單體、過氧化月桂酰-二叔丁基過氧化物(LPO-DTBP)為非腈復(fù)合引發(fā)劑和甲醇為溶劑進(jìn)行溶液聚合反應(yīng)的研究，確定了最優(yōu)聚合反應(yīng)條件和建立了溶液聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型

2、。主要研究內(nèi)容如下:
　　采用單因素和正交實(shí)驗(yàn)方法，考察了攪拌轉(zhuǎn)速、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、甲醇用量、引發(fā)劑用量對產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率和聚合度的影響，方差分析確定影響轉(zhuǎn)化率的主要因素的主次順序是:引發(fā)劑用量＞反應(yīng)時(shí)間＞反應(yīng)溫度＞甲醇用量;影響聚合度的主要因素的主次順序是:甲醇用量＞引發(fā)劑用量＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間;綜合評價(jià)轉(zhuǎn)化率和聚合度兩個(gè)指標(biāo)，確定最優(yōu)聚合反應(yīng)條件為:攪拌轉(zhuǎn)速200 r·min-1，反應(yīng)溫度65℃，反應(yīng)時(shí)間3h，甲醇用量10％，

3、引發(fā)劑用量0.010％，所得PVA平均聚合度為3755，其平均轉(zhuǎn)化率為45.00％。
　　在線跟蹤Bio-VAc轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系，對聚合反應(yīng)初期階段溶液聚合動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究。結(jié)果表明，在非腈復(fù)合引發(fā)劑上Bio-VAc溶液聚合是典型的游離基加聚反應(yīng)，聚合初期階段反應(yīng)指前因子(A)為150.4，活化能(Ea)為32.37 kJ·mol-1，反應(yīng)初期階段溶液聚合動(dòng)力學(xué)模型為r=Ae Ea/RT[LPO-DTBP]0.95[B

4、io-VAC]
　　采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、凝膠滲透色譜(GPC)、掃描電鏡(SEM)、差示量熱掃描(DSC)和熱重分析(TG)表征產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、表面形貌、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和產(chǎn)物的質(zhì)量隨溫度的變化關(guān)系特性，對LPO-DTBP非腈類引發(fā)產(chǎn)物和偶氮二異丁腈(AIBN)腈類引發(fā)產(chǎn)物的性能作比較。結(jié)果表明，非腈類引發(fā)產(chǎn)物與腈類引發(fā)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)區(qū)別不大，都同為產(chǎn)物PVAc和PVA，非腈類引發(fā)劑對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)無影響;LP

5、O-DTBP-PVAc的分子量分布與AIBN-PVAc的分子量分布分別為1.66和1.70，二者較接近;LPO-DTBP-PVAc較AIBN-PVAc的表面光滑平整;LPO-DTBP-PVA表面均勻平整，而AIBN-PVA表面不平整，有大塊狀結(jié)構(gòu);對比產(chǎn)物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，LPO-DTBP-PVAc的Tg為34.8℃、AIBN-PVAc的Tg為26.7℃、LPO-DTBP-PVA的Tg為91.6℃和AIBN-PVA的Tg為85.