磺酸聚醚型高分子表面活性劑的陰離子聚合、表征及性能研究.pdf

1、本論文從分子設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，首次采用陰離子引發(fā)合成聚醚預(yù)聚體，再用濃硫酸磺化制備磺酸聚醚，合成了一類磺酸聚醚型高分子表面活性劑，包括不同分子量及不同磺化度的均聚磺酸聚醚、不同組成及不同磺化度的共聚磺酸聚醚，重點(diǎn)考察了磺酸聚醚分子量、組成及磺化度對(duì)聚合物性能的影響，并與工業(yè)用減水劑進(jìn)行了比較。 1 單體的精制及表征 采用減壓蒸餾的方法，精制了縮水甘油苯基醚(PGE)和縮水甘油正丁基醚(BGE)單體，用核磁對(duì)單體進(jìn)行了表征。

2、 2 磺酸聚醚的合成與表征 以正丁基鋰引發(fā)聚合縮水甘油苯基醚和縮水甘油正丁基醚，得到一系列不同分子量和組成的均聚和共聚聚醚。采用濃硫酸直接磺化聚醚預(yù)聚體，得到了均聚和共聚磺酸聚醚。通過 VPO、紅外、核磁對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，重點(diǎn)探討了催化劑的用量對(duì)聚合物分子量和聚合物產(chǎn)率的影響，濃硫酸用量對(duì)磺化度的影響，聚醚預(yù)聚體苯環(huán)上鄰、對(duì)、間位的磺化反應(yīng)活性以及共聚單體投料比對(duì)共聚物組成的影響。結(jié)果表明：通過改變引發(fā)劑用量、硫酸

3、用量以及共聚單體的比例可以有效地控制磺酸聚醚的結(jié)構(gòu)。 3 磺酸聚醚結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系 ①．固體磺酸聚醚TG分析均聚和共聚磺酸聚醚的 TG 分析表明，磺酸聚醚具有良好的熱穩(wěn)定性，T<,10％>均在250℃以上，分子中-SO<,3><'->基團(tuán)含量減少和BGE單元含量的減少使熱穩(wěn)定性增加。 ②．磺酸聚醚水溶液的動(dòng)態(tài)表面張力研究磺酸聚醚表現(xiàn)出強(qiáng)的表面張力時(shí)間效應(yīng)，這與其分子量大、在溶液中構(gòu)象復(fù)雜有關(guān)。對(duì)同一磺酸聚醚，

4、溶液濃度、添加無機(jī)鹽含量增大均使動(dòng)態(tài)表面活性增加，用Rosen經(jīng)驗(yàn)方程和Word-Tordai方程能很好的描述DST的變化規(guī)律；對(duì)不同結(jié)構(gòu)磺酸聚醚，隨分子中疏水結(jié)構(gòu)單元含量的增加、-SO<,3><'->基團(tuán)含量的減少，動(dòng)態(tài)表面活性增加。 ③．磺酸聚醚水溶液的CMC及表面張力研究對(duì)均聚和共聚磺酸聚醚，cmc 及表面張力均隨分子中-SO<,3><'->基團(tuán)含量增加而增大；對(duì)均聚聚醚，分子量可以有效的改變磺酸聚醚的 cmc 和表面張力

5、；BGE單元的引入均使cmc 及表面張力減小，且BGE的比例越高，這種影響越明顯，當(dāng)BGE單元含量增加到一定程度后，cmc 及表面張力顯著下降。 ④．溶解、泡沫、分散性能磺酸聚醚在水中的溶解性能良好；其水溶液的起泡性和泡沫穩(wěn)定性均較差，對(duì)共聚磺酸聚醚，隨著分子中-SO<,3><'->基團(tuán)含量減少、BGE單元含量增加，起泡性和泡沫穩(wěn)定性均增強(qiáng)；其對(duì)鈣皂的分散能力比C<,12>LAS差，但分散穩(wěn)定性要強(qiáng)得多，對(duì)均聚磺酸聚醚隨著磺化度