铈盐引发MMA在含磷羟基化合物上接枝共聚合反应的研究

论文摘要

本文研究了在酸性条件下硫酸铈（Ⅳ）引发甲基丙烯酸甲酯（MMA）在含磷羟基化合物上的接枝共聚合反应,并对引发机理进行了探讨。1.对铈（Ⅳ）的研究进展进行系统的综述,阐明了利用铈（Ⅳ）的强氧化性应用于接枝共聚改性的理论及现实意义。2.分别以五氧化二磷（P2O5）或聚磷酸与聚乙二醇600（PEG600）反应,制备酸式磷酸酯。研究了反应配比（OH：P摩尔比）、反应时间、反应温度对合成反应的影响,其最佳合成条件为：当用P2O5为磷酸化剂,OH：P>2∶1时,反应时间1.5h,反应温度90℃,合成的磷酸酯具有很好的乳化性能；当用聚磷酸为磷酸化剂,1≤OH∶P≤2∶1时,反应时间1.5h,反应温度90℃,合成的磷酸酯具有很好的阻燃性。3.以铈（Ⅵ）为引发剂,通过乳液聚合法合成MMA／环氧树脂阻燃复合材料。研究了引发剂浓度、单体浓度、反应温度和反应时间对聚合反应的影响,其最佳合成工艺为：c[Ce（Ⅳ）]=7.11×10-2mol／L；v（MMA）：v（PPE）=2.5∶6.5；T=35℃；t=90min。经红外光谱测定证明了接枝反应的可行性；热分析和燃烧性能测试表明接枝产物的热稳定性高于PMMA,当产物的含磷量为1.83%时可自熄,膨胀成炭。4.研究了铈（Ⅳ）与氨基树脂磷酸酯（ARP）组成的氧化还原体系,在酸性介质中引发MMA接枝共聚合反应。探讨了引发剂浓度、单体浓度、ARP浓度和反应温度对聚合反应速率的影响,其最佳的合成工艺为：c[Ce（Ⅳ）]=3.95×10-3mol／L,c[MMA]=1.0mol／L,c[ARP]=0.18mol／L,T=35℃。得到聚合反应的速率方程：Rp=k·c[Ce（Ⅳ）]0.74·c[MMA]1.25·c[ARP]0.79,其表观活化能为37.7kJ／mol。经红外光谱、磷含量测定证明了接枝反应的可行性,热分析结果表明接枝产物比PMMA有更高的热稳定性,并对反应机理进行了探讨。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 序言
• 1.1 铈盐引发MMA在含磷羟基化合物上接枝共聚合反应的研究意义
• 1.2 超常氧化态过渡金属的研究现状
• 1.3 铈（Ⅳ）引发接枝含磷羟基共聚合反应的可行性
• 1.3.1 聚乙二醇磷酸酯的合成与应用研究
• 1.3.2 铈（Ⅳ）引发环氧树脂磷酸酯接枝共聚合反应
• 1.3.3 铈（Ⅳ）引发氨基树脂磷酸酯接枝共聚合反应
• 1.4 研究内容
• 第2章 聚乙二醇（600）酸式磷酸酯的合成
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 实验过程
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 合成原理
• 2.2.2 聚乙二醇磷酸酯合成条件的确定
• 2.3 本章小结
• 第3章 乳液聚合法合成MMA/环氧树脂阻燃复合材料
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要试剂
• 3.1.2 实验过程
• 3.1.3 产物表征及性能测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 各种反应条件对接枝反应的影响
• 3.2.2 接枝共聚物的结构表征
• 3.3 本章小结
• 第4章 铈盐引发MMA/氨基树脂磷酸酯共聚物的合成及机理研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要试剂
• 4.1.2 仪器设备
• 4.1.3 ARP的制备
• 4.1.4 接枝反应及产物后处理
• 4.1.5 产物的结构表征及热分析
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 不同反应条件对接枝参数的影响
• 4.2.2 不同反应条件对反应速率的影响
• 4.2.3 产物红外分析
• 4.2.4 产物热分析
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 研究成果
• 致谢