膠束催化聚苯乙烯氯甲基化及后交聯(lián)法制備氯球新工藝的研究.pdf

1、采用紫外分光光度法測定了表面活性劑膠束溶液對聚苯乙烯四氯化碳溶液的增溶性能；采用膠束催化法實(shí)施了聚苯乙烯的氯甲基化，使用紅外光譜法和佛爾哈德法表征了氯甲基化聚苯乙烯的化學(xué)組成；通過比較陰、陽離子和非離子表面活性劑對膠束催化反應(yīng)的效果，探索了膠束催化的作用機(jī)制，并考察了表面活性劑結(jié)構(gòu)及外加有機(jī)電解質(zhì)對催化作用的影響規(guī)律。采用相反轉(zhuǎn)乳化—液中干燥法成功制備出在2～40μm范圍內(nèi)粒徑可控且分散性較好的線型氯甲基聚苯乙烯(PCMS)微球，考察了

2、攪拌速度、油相/水相比例、乳化分散體系的組成與加入量等因素對微球粒徑及粒徑分散度的影響規(guī)律。采用水解-輕度交聯(lián)與重度交聯(lián)兩步交聯(lián)法成功地制備了交聯(lián)度可控的氯甲基化聚苯乙烯交聯(lián)微球(CPCMS)即氯球，考察了各種交聯(lián)條件對交聯(lián)度的影響規(guī)律，并測定了交聯(lián)前后微球的紅外光譜，表征了交聯(lián)前后微球化學(xué)結(jié)構(gòu)的變化；用掃描電子顯微鏡觀察了微球的形貌。 研究結(jié)果表明，表面活性劑膠束溶液可增溶聚苯乙烯的四氯化碳溶液，即伴隨著四氯化碳在膠束中的增溶

3、，聚苯乙烯可轉(zhuǎn)移至表面活性劑的膠束之中；膠束催化是實(shí)現(xiàn)聚苯乙烯的氯甲基化的有效途經(jīng)。聚苯乙烯與甲醛、氯化氫的反應(yīng)過程由親電取代與親核取代兩類反應(yīng)多個步驟串聯(lián)而成，陽離子表面活性劑比陰離子表面活性劑的催化作用更加有效，說明親核取代是慢步驟。在非離子表面活性劑壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)及陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)的膠束催化體系中，有機(jī)電解質(zhì)四丁基溴化銨(TBAB)的加入使聚苯乙烯氯甲基化反應(yīng)的速率明顯得以提高，前者尤為突出

4、；而在陽離子表面活性劑CTAB的膠束催化體系中，TBAB的加入幾乎對反應(yīng)速率無促進(jìn)作用。這種結(jié)果一方面歸因于加入電解質(zhì)TBAB會降低SDS的臨界膠束濃度，從而增強(qiáng)對聚苯乙烯四氯化碳溶液的增溶能力；更主要的原因是TBAB的丁基與表面活性劑碳?xì)滏滈g的疏水相互作用會使季銨離子(Bu)4N+嵌入SDS的膠束之中，結(jié)合到NP-10的膠束表面，使SDS膠束的陰離子頭基對親核取代反應(yīng)(控制步驟)的禁阻作用得以減緩，使NP-10的膠束表面攜帶了正電荷，

5、顯著促進(jìn)親核取代反應(yīng)的進(jìn)行，而對于CTAB的膠束，由于靜電排斥作用，季銨離子(Bu)4N+不能接近CTAB的膠束，故TBAB的加入對聚苯乙烯氯甲基化反應(yīng)不產(chǎn)生作用。 采用相反轉(zhuǎn)乳化—液中干燥法可制備出球形度極高(99.6％)的PCMS微球；攪拌速度、乳化分散體系的組成與加入量對PCMS微球的粒徑都有很大的影響，而影響微球粒徑分散系數(shù)的主要因素是攪拌速度及油相/水相的比例，當(dāng)乳化劑加入量固定時，分散劑的加入量對分散系數(shù)也有很大的影