提高核壳ACR乳液接枝效率的新方法—引发剂型单体

论文摘要

本论文提出了提高种子乳液接枝聚合接枝效率的一种新方法：在种子乳液聚合阶段加入引发剂型单体（inimer）-双甲基丙烯酸偶氮-二（4-氰基）戊酯,采用氧化还原引发体系先在低温下进行丙烯酸丁酯的乳液聚合。由于聚合温度较低,且还原剂对偶氮基团没有影响,因此所加入的引发剂型单体在种子胶乳制备中起到了交联剂的作用。接枝聚合时,加入壳层单体甲基丙烯酸甲酯,升高温度,交联的丙烯酸酯种子胶乳上的偶氮引发基团发生均裂,引发单体进行聚合。因为由此产生的自由基以化学键结合在种子胶乳上,因此,壳层单体聚合得到的聚合物应主要接枝在丙烯酸酯种子上,从而达到提高种子乳液聚合接枝效率的目的。首先,由甲基丙烯酰氯与偶氮-二（4-氰基）戊醇在0℃-20℃下,以丙酮为溶剂与过量三乙胺存在条件下进行酯化反应,合成了一种引发剂型单体双甲基丙烯酸偶氮-二（4-氰基）戊酯,核磁共振图谱表明：偶氮-二（4-氰基）戊醇与甲基丙烯酰氯以1：2.5的比例投料时,双端产物为95%以上。其次,在低温下采用过硫酸钾/硫酸亚铁/刁白块的氧化还原引发体系,二乙二醇二丙烯酸酯作为交联剂,十二烷基苯磺酸钠作为乳化剂,并在聚合单体丙烯酸丁酯中加入一定量自制的引发剂型单体,得到含有偶氮引发基团的交联聚丙烯酸酯种子胶乳。最后,在制备好的丙烯酸丁酯种子胶乳中加入甲基丙烯酸甲酯,引发单体进行接枝聚合。深入探讨了引发剂型单体是否投料、引发剂型单体用量、交联剂用量及接枝单体用量对接枝聚合的接枝效率和接枝率的影响,经过研究发现：加入引发剂型单体后,接枝产物的接枝效率和接枝率都有较大幅度提高；随着加入的引发剂单体用量的减少,接枝产物的接枝效率和接枝率逐渐降低；当交联剂用量增加时,接枝种子乳液聚合的接枝效率和接枝率都降低；随着接枝单体用量的增加,接枝产物的接枝效率逐渐降低,接枝率提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 核壳结构乳液
• 1.2.1 核/壳乳液聚合机理
• 1.2.2 核/壳乳液的制备方法
• 1.2.3 核壳乳胶粒结构形态及其影响因素
• 1.2.4 核壳乳液研究的特点及展望
• 1.3 核壳结构聚合物
• 1.3.1 核壳结构聚合物的分类
• 1.3.2 核壳结构聚合物的用途
• 1.3.3 核壳乳胶粒结构的表征
• 1.4 核壳聚合物ACR
• 1.4.1 ACR的发展及其应用
• 1.4.2 ACR的抗冲机理及其制备
• 1.5 本论文的研究意义、依据及主要工作
• 1.5.1 本论文的研究意义
• 1.5.2 本论文的科学依据
• 1.5.3 国内外的现状分析
• 1.5.4 本论文的主要研究工作
• 1.6 本论文的创新之处
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验原料及处理
• 2.1.1 单体
• 2.1.2 引发剂
• 2.1.3 乳化剂
• 2.1.4 沉淀剂
• 2.1.5 交联剂
• 2.1.6 其他试剂
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 甲基丙烯酰氯的合成
• 2.2.2 引发剂型单体双甲基丙烯酸偶氮-二（4-氰基）戊酯的合成
• 2.2.3 丙烯酸丁酯种子胶乳的制备
• 2.2.4 制备ACR接枝产物
• 2.2.5 乳液测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 引发剂型单体-双甲基丙烯酸偶氮-二（4-氰基）戊酯的合成与表征
• 3.1.1 合成产物分析
• 3.2 丙烯酸丁酯种子胶乳的制备
• 3.2.1 引发剂的选择
• 3.2.2 乳化剂的选择
• 3.2.3 丙烯酸丁酯种子乳液配方的确定
• 3.2.4 丙烯酸丁酯种子乳液测定
• 3.3 聚丙烯酸丁酯接枝乳液的制备
• 3.3.1 聚丙烯酸丁酯接枝乳液配方的确定
• 3.3.2 聚丙烯酸丁酯接枝乳液测定
• 3.4 接枝产物的接枝效率和接枝率测定及影响因素
• 3.4.1 抽提溶剂的选择对接枝效率和接枝率的影响
• 3.4.2 引发剂型单体对接枝效率和接枝率的影响
• 3.4.3 交联剂用量对接枝效率和接枝率的影响
• 3.4.4 引发剂型单体用量对接枝效率和接枝率的影响
• 3.4.5 接枝单体甲基丙烯酸甲酯用量对接枝效率和接枝率的影响
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者和导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书