聚乙烯胺大分子单体的ATRP合成与共聚反应研究

论文摘要

以水为反应介质,采用原子转移自由基聚合（ATRP）,在70℃下合成了末端为溴原子的聚丙烯酰胺预聚体（PAM-Br）。利用水相凝胶渗透色谱（GPC）对PAM-Br的相对分子质量和分子量分布进行了表征,结果表明:单体浓度、单体与引发剂物质的量之比和反应时间对PAM-Br的分子量及其分布有较大的影响,在较低AM单体与引发剂物质的量比条件下,AM的聚合过程符合ATRP的基本规律。在单体与引发剂物质的量比为25:1时,动力学曲线为直线,符合经典动力学理论。进而使PAM-Br预聚体末端的溴原子与甲基丙烯酸（MAA）在以1,8-2氮双环[5.4.0]-7-十一烯（DBU）为催化剂的条件下进行亲核取代反应,得到了末端带有不饱和双键的大分子单体（MAA-PAM）,其结构由傅里叶变换红外（FTIR）和核磁共振仪（NMR）的表征得到了确定。利用0℃下的霍夫曼降解制备出了部分胺解的聚乙烯胺（MAA-PVAm）大分子单体,其结构由FTIR和NMR的表征得到了确定。以得到的MAA-PVAm大分子单体为反应性分散稳定剂,与苯乙烯在乙醇/水的混合介质中,以偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂进行分散共聚反应,制得了聚苯乙烯接枝PVAm（PS-g-PVAm）复合微球,由扫描电子显微镜（SEM）观察发现,形成的微球保持规整的球形结构,粒径分布均一,有较好的单分散性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 “活性”/可控自由基聚合（Living/Controlled radical polymerization）
• 1.1.1 氮氧自由基调介聚合（Nitroxide-mediated polymerization，NMP）
• 1.1.2 可逆加成-断裂链转移聚合（Reversible addition fragmentation chain transfer，RAFT）
• 1.1.3 原子转移自由基聚合（Atom transfer radical polymerization，,ATRP）
• 1.2 原子转移自由基聚合的原理
• 1.3 ATRP 的引发剂
• 1.4 催化剂系统
• 1.5 ATRP 的单体
• 1.6 大分子单体
• 1.6.1 大分子单体的制备方法
• 1.6.2 ATRP 法制备大分子单体
• 1.7 大分子单体的应用
• 1.8 本文的设计思路
• 第二章 丙烯酰胺的原子转移自由基聚合
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 仪器及设备
• 2.2.3 用ATRP 反应制备大分子预聚体PAM-Br
• 2.2.4 单体转化率的计算
• 2.2.5 理论数均分子质量的计算
• 2.2.6 凝胶渗透色谱（GPC）的测定
• 2.2.7 PAM-Br 特性粘度的测定
• 2.2.8 红外光谱（FTIR）的测定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 丙烯酰胺的ATRP 反应过程研究
• 2.3.2 丙烯酰胺的ATRP 动力学研究
• 2.4 产物的结构分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 聚丙烯酰胺大分子单体的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料与试剂
• 3.2.2 仪器及设备
• 3.2.3 MAA-PAM 大分子单体的制备
• 3.2.4 红外光谱（FTIR）的测定
• 3.2.5 核磁共振仪
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 产物的结构分析
• 3.3.1.1 PAM-Br 与MAA-PAM 的红外谱图
• 3.3.1.2 MAA-PAM 的核磁共振谱图
• 3.4 本章小结
• 第四章 聚乙烯胺大分子单体的制备
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 原料与试剂
• 4.2.2 仪器及设备
• 4.2.3 MAA-PVAm 大分子单体的制备
• 4.2.4 红外光谱（FTIR）的测定
• 4.2.5 核磁共振仪
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 产物的结构分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 接枝高分子微球的制备
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 原料与试剂
• 5.2.2 仪器及设备
• 5.2.3 高分子微球的制备
• 5.2.4 扫描电镜（SEM）
• 5.3 产物的结构分析
• 5.3.1 高分子微球的红外谱图
• 5.3.2 扫描电镜（SEM）
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文