论文题目: 马来酸酐电荷转移络合物体系表面接枝聚合研究及“自分散”聚合制备高分子微球
论文类型: 博士论文
论文专业: 高分子化学与物理
作者: 邢长民
导师: 杨万泰
关键词: 表面改性,表面接枝,聚合物微球,分散聚合,马来酸酐,电荷转移络合物
文献来源: 北京化工大学
发表年度: 2005
论文摘要: 高分子材料在满足基本的物理机械性能的前提下,因其表面能低、表面化学惰性而带来的一系列表面问题越来越引起工程技术领域和生物医学领域的重视。聚合物微球作为一种新型功能高分子材料,其化学组成和表面性能是决定其应用的关键。本课题通过表面接枝的方式将功能性基团引入高分子材料的表面,提高了其表面极性和化学反应性;通过功能性单体的分散聚合制备了表面含反应性基团的聚合物微球。 酸酐基团因具有较强的极性和较高的反应活性,故本课题选用马来酸酐(MAn)作为功能性单体。MAn聚合的特点是由于其空间位阻效应而难以自聚,但另一方面,MAn作为一种强吸电性单体可与多种供电性单体形成电荷转移络合物(CTC)从而发生交替共聚反应。本论文首先研究了MAn分别与丁基乙烯基醚(BVE)和N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)组成的二元单体体系的表面接枝聚合,继而发现和研究了MAn与醋酸乙烯酯(VAc)的“自分散”交替共聚合。 对于MAn/BVE体系,通过光接枝(一步法)和预辐照.热活化(两步法)方法顺利实现了其在聚丙烯(PP)膜表面的接枝聚合反应,系统研究了表面接枝的基本反应规律、反应动力学和有关机理,并对接枝表面的结构和性能进行了考察。 MAn/BVE二元体系一步法光接枝可以实现高分子材料的快速表面改性,并且获得优异的表面性能。二苯甲酮(BP)、安息香双甲醚(BDK)、异丙苯硫杂葸酮(ITX)三种光引发剂引发接枝的效率顺序为BP>ITX>BDK。印证了远紫外光(200-300 nm)对表面光接枝的决定性影响。溶剂对基材的浸润性好坏对非均相的表面接枝反应有较大影响。动力学研究表明,接枝反应的活化能(29.3×10~3kJ/mol)是总体光聚合反应活化能(6.04x10~3 kJ/mol)的近5倍,表明接枝反应受温度的影响较大,较高的温度有利于减少均聚促进接枝。发现MAn/BVE光接枝可以在不加光引发剂的条件下进行,这进一步证实了MAn单体可以起光引发剂的作用。接枝率(Y_g)和接枝效率(E_g)都在MAn/BVE配比为1∶1时达最
论文目录:
摘要
Abstract
目录
第1章 前言
1.1 高分子材料的表面改性
1.1.1 固体表面及表面能
1.1.2 聚合物表面改性的通用方法
1.1.3 表面接枝改性及光接枝
1.2 聚合物微球及其制备
1.2.1 聚合物微球的性能和用途
1.2.2 聚合物微球的制备方法
1.3 马来酸酐有关反应及应用
1.3.1 酸酐基团的反应
1.3.2 聚合反应
1.3.3 在聚合物改性中的应用
1.4 论题的提出及研究方案
参考文献
第2章 马来酸酐／丁基乙烯基醚表面接枝聚合研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料和药品
2.2.2 一步法光接枝
2.2.3 预辐照-热活化两步法接枝
2.2.4 接枝膜的后功能化反应
2.2.5 红外光谱测定
2.2.6 紫外光谱测定
2.2.7 核磁共振谱测定
2.2.8 表面接触角测定
2.2.9 扫描及透射电镜观察
2.3 结果与讨论
2.3.1 一步法表面光接枝
2.3.1.1 光接枝反应的基本规律
2.3.1.2 光接枝反应活化能
2.3.1.3 单体的“自引发”作用
2.3.1.4 电荷转移络合物的考察
2.3.1.5 接枝膜表面的化学组成
2.3.1.6 接枝膜的表面及断面形貌
2.3.1.7 接枝膜的表面润湿性
2.3.1.8 接枝膜表面的化学反应性
2.3.2 预辐照-热活化两步法接枝
2.3.2.1 预辐照引入表面“休眠基”
2.3.2.2 热活化接枝反应的基本规律
2.3.2.3 接枝膜表面的化学组成
2.3.2.4 接枝链的“再活化”特征
2.3.1.5 接枝膜的表面形貌
2.3.3 一步法与两步法接枝的比较
2.4 小结
参考文献
第3章 马来酸酐／N-乙烯基吡咯烷酮表面光接枝及抗菌性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料和药品
3.2.2 表面光接枝反应
3.2.3 接枝膜的后功能化反应
3.2.4 红外光谱测定
3.2.5 紫外光谱测定
3.2.6 表面接触角测定
3.2.7 抗菌试验
3.2.8 扫描电镜观察菌体形态
3.3 结果与讨论
3.3.1 基本反应规律
3.3.2 接枝膜表面的化学组成
3.3.3 接枝膜的表面润湿性
3.3.4 表面酐基的化学反应性
3.3.5 表面吡咯烷酮基团的碘络合反应
3.3.6 表面抗菌性能
3.4 小结
参考文献
第4章 马来酸酐／醋酸乙烯酯“自分散”聚合制备表面反应性共聚物微球
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 药品
4.2.2 “自分散”聚合工艺方法
4.2.3 透射电镜观察
4.2.4 扫描电镜观察
4.2.5 粒径及粒径分布测定
4.2.6 共聚物分子量的测定
4.2.7 共聚物组成的测定
4.2.8 紫外光谱测定
4.2.9 膨胀计法测定聚合反应速率
4.3 结果与讨论
4.3.1 “自分散”聚合基本特征
4.3.1.1 含酐基的共聚物微球
4.3.1.2 聚合动力学
4.3.1.3 交替共聚反应
4.3.2 反应条件对共聚物微球的影响规律
4.3.2.1 反应时间的影响
4.3.2.2 单体浓度的影响
4.3.2.3 单体配比的影响
4.3.2.4 引发剂的影响
4.3.2.5 反应介质的影响
4.3.2.6 反应温度的影响
4.3.2.7 搅拌的影响
4.3.3 “自分散”聚合稳定机理初探
4.3.4 聚合物“串珠”的发现及其初步考察
4.4 小结
参考文献
致谢
论文专利目录及荣誉奖励
发布时间: 2005-09-26
参考文献
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