含碘化合物大分子链转移剂的制备及应用

论文摘要

核壳乳液具有重要的工业应用价值。高的接枝效率能赋予产品优异的使用性能。本文通过碘代化合物有效的退化转移作用来制备高接枝效率的核壳乳液。以碘仿作为链转移剂进行苯乙烯的种子乳液聚合,制备出粒径为150 nm种子乳液,并以相同的工艺条件,制备了粒径为30nm的小粒径种子乳液。对以上两种种子乳液均采用间歇加料工艺进行丙烯酸甲酯的接枝共聚；以碘仿作为链转移剂制备了聚苯乙烯离子交换树脂母体,通过碘原子的退化转移作用,制备聚苯乙烯-接枝-聚丙烯酸离子交换树脂。以碘仿为链转移剂进行苯乙烯的乳液聚合,得到含碘原子端基的交联聚苯乙烯大分子种子乳液,然后加入第二单体丙烯酸甲酯进行接枝聚合,得到核壳乳液。由于种子微球上的大分子链端的碘原子可有效发挥链转移剂的作用,因此壳层单体的接枝率和接枝效率得到大幅度提高。考察了碘仿的加入量对种子乳液接枝率和接枝效率的影响。实验结果表明,随着碘仿加入量的增加,种子乳液的链转移效果增强。在小粒径含碘聚苯乙烯种子乳液的合成过程中尝试了催化-氧化还原引发方法。发现硫酸铜可明显催化过硫酸盐的氧化还原过程,增加乳胶粒子的数目,降低乳胶粒的粒径,是制备小粒径乳液的有效方法。至今未见有报道用催化-氧化还原引发法合成小粒径聚苯乙烯乳液。经优化试验条件制备出了粒径约30 nm的乳液,实验重复性好。比较聚苯乙烯接枝乳液与小粒径聚苯乙烯接枝乳液的接枝率和接枝效率,发现小粒径的聚苯乙烯种子乳液的链转移效果比常规聚苯乙烯乳液的链转移效果更佳。以碘仿作为链转移剂采用悬浮聚合法制备聚苯乙烯离子交换树脂母体,然后采用悬浮聚合和溶液聚合两种方式接枝丙烯酸叔丁酯,通过碘原子发挥的链转移作用,成功制备了聚苯乙烯-g-丙烯酸叔丁酯树脂,再用三氟乙酸水解,制备成了聚苯乙烯-g-丙烯酸离子交换树脂。实验证明,低交联度的聚苯乙烯离子交换树脂母体具有更好的链转移效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2. 用碘代化合物作为链转移剂的退化转移活性自由基聚合的研究
• 1.3 核壳乳液聚合机理
• 1.4 离子交换树脂机理
• 1.5 本论文的研究思路
• 1.5.1 本论文的科学依据
• 1.5.2 本论文的主要研究内容
• 1.5.3 本论文的创新之处
• 第二章 实验部分
• 2.1 原料
• 2.1.1 引发剂
• 2.1.2 乳化剂
• 2.1.3 单体
• 2.1.4 交联剂
• 2.1.5 链转移剂
• 2.1.6 分散剂
• 2.1.7 溶剂
• 2.1.8 致孔剂
• 2.1.9 其它试剂
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 含碘聚苯乙烯常规粒径种子乳液的制备
• 2.2.2 含碘聚苯乙烯常规粒径接枝乳液的制备
• 2.2.3 含碘聚苯乙烯小粒径种子乳液的制备
• 2.2.4 含碘聚苯乙烯小粒径接丙烯酸甲酯接枝乳液的制备
• 2.2.5 含碘聚苯乙烯离子交换树脂的制备
• 2.2.6 含碘聚苯乙烯离子交换树脂接丙烯酸叔丁酯
• 2.2.7 含碘聚苯乙烯离子交换树脂接丙烯酸叔丁酯的水解
• 2.2.8 表征方法
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 含碘聚苯乙烯接枝丙烯酸甲酯的制备
• 3.1.1 含碘聚苯乙烯种子乳液的制备
• 3.1.2 引发剂对聚苯乙烯种子乳液转化率的影响
• 3用量对聚苯乙烯种子乳液转化率的影响'>3.1.3 CHI₃用量对聚苯乙烯种子乳液转化率的影响
• 3用量对聚苯乙烯种子乳液的接枝率和接枝效率效果的影响'>3.1.4 CHI₃用量对聚苯乙烯种子乳液的接枝率和接枝效率效果的影响
• 3.2 小粒径聚苯乙烯种子乳液聚合和接枝聚合
• 3用量对小粒径聚苯乙烯种子乳液转化率的影响'>3.2.1 CHI₃用量对小粒径聚苯乙烯种子乳液转化率的影响
• 3用量对小粒径聚苯乙烯种子乳液接枝率和接枝效率的影响'>3.2.2 CHI₃用量对小粒径聚苯乙烯种子乳液接枝率和接枝效率的影响
• 3.2.3 含碘聚苯乙烯小粒径接枝乳液的形貌分析
• 3.3 含碘聚苯乙烯离子交换树脂
• 3.3.1 聚苯乙烯离子交换树脂的制备
• 3.3.2 聚苯乙烯离子交换树脂的表面形貌
• 3.3.3 聚苯乙烯离子交换树脂直接悬浮聚合接丙烯酸叔丁酯
• 3.3.4 聚苯乙烯离子交换树脂溶液聚合接丙烯酸叔丁酯
• 3.3.5 交联剂用量对聚苯乙烯树脂接丙烯酸叔丁酯接枝效果的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 导师及作者简介
• 附录