高分子表面活性劑的合成及其在乳液聚合反應(yīng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、本論文的研究主要集中在高分子表面活性劑的合成及其在乳液聚合反應(yīng)中的應(yīng)用研究上，分三個(gè)部分，主要工作歸納如下： 一、堿溶性高分子表面活性劑的合成及其在乳液聚合中的應(yīng)用 (一)首先通過Y射線引發(fā)RAFT聚合反應(yīng)，合成了具有特定分子量和窄分子量分布的poly(nBMA-co-tBMA)，然后以對甲苯磺酸為催化劑催化tBMA(甲基丙烯酸特丁酯)的水解反應(yīng)，獲得具有不同分子量和不同羧基含量的堿溶性高分子表面活性劑ASPS。

2、 (二)將所得的ASPS用于苯乙烯乳液聚合中，研究了不同的分子量和羧基含量對苯乙烯乳液聚合動力學(xué)以及最終所得乳膠粒子粒徑和粒徑分布的影響。結(jié)果顯示羧基含量高于1.97×10<'-3>mol/g，分子量在10,000～35,000的ASPS都可以有效地穩(wěn)定苯乙烯乳液，可以獲得粒徑在600 nm～3μm的穩(wěn)定乳膠粒子。ASPS的羧基含量對乳液的穩(wěn)定性、聚合反應(yīng)速率、體系粘度以及最終所得乳膠粒子的形貌都有重要影響。 (三)總的來說，

3、通過ASPS穩(wěn)定的常規(guī)乳液聚合可以很容易地一步獲得微米級乳膠粒子，而且乳膠粒子的粒徑可以通過改變ASPS的分子量或者羧基含量在很大范圍內(nèi)得到調(diào)節(jié)。 二、高分子表面活性劑在輻射細(xì)乳液聚合中的應(yīng)用 (一)通過Y射線引發(fā)ASPS穩(wěn)定的St細(xì)乳液聚合成功制備了具有窄粒徑分布(PDI=1.008)的PS乳膠粒子，粒子的粒徑可以通過改變HD或ASPS濃度在50～250 nm范圍內(nèi)得到控制。動力學(xué)研究表明，上述細(xì)乳液聚合反應(yīng)沒有傳統(tǒng)乳

4、液聚合反應(yīng)常見的恒速期，反應(yīng)速率經(jīng)過開始的迅速增長達(dá)到最大值后，直接進(jìn)入降速期，直到反應(yīng)完全。吸收劑量和劑量率對最終所得Ps膠體粒子的粒徑和粒徑分布也有重要的影響。 (二)通過輻射引發(fā)WPU穩(wěn)定的St細(xì)乳液聚合制備出具有較小粒徑的PS乳膠粒子，同時(shí)粒子的粒徑分布非常窄。粒子的粒徑可以通過改變WPU和HD的含量在30～50 nm之間調(diào)節(jié)，而且WPU/St的比遠(yuǎn)小于微乳液聚合中乳化劑/單體的比。此外，在本體系中，增加WPU的量可降

5、低粒子的粒徑，并且能保持粒徑分布非常窄。 (三)通過輻射引發(fā)細(xì)乳液聚合可以獲得聚合物納米微膠囊，其粒徑可以通過使用不同的乳化劑或者改變?nèi)榛瘎┑挠昧慷玫娇刂?。此外高能射線引起的ASPS與PS之間的接枝反應(yīng)通過改變粒子的表面特性，促進(jìn)空心粒子形貌的產(chǎn)生。 三、羧基功能化聚合物微球的制備及其在種子乳液聚合中的應(yīng)用 (一)通過無皂乳液聚合成功制備出表面羧基功能化的MAA、BMA和St三元共聚物粒子，其結(jié)構(gòu)在XPS表

6、面元素分析和IR光譜中得到證明，而且粒子的形貌和粒徑分布用TEM和DLS進(jìn)行了表征。 (二)研究了制備PMBS粒子過程中單體總含量對PMBS粒子以及對以PMBS為種子St種子乳液聚合所得PS粒子的影響，發(fā)現(xiàn)隨著總含量增加，雖然PMBS粒徑?jīng)]有明顯變化，但是粒子中膜狀物的比例減少，而最終所得PS粒子的粒徑分布卻明顯變寬。 (三)研究了制備PMBS粒子過程中MAA含量對PMBS粒子以及最終種子乳液聚合所得PS粒子的影響，發(fā)現(xiàn)

7、隨著MAA含量的增加，PMBS粒子的粒徑減小，而粒徑分布卻變寬，但是所得PS粒子的粒徑分布卻沒有變寬，都可以得到粒徑分布非常窄的PS乳膠粒子。 (四)研究了制備PMBS粒子過程中BMA/St比對PMBS粒子以及最終種子乳液聚合所得PS粒子的影響，發(fā)現(xiàn)單體中如果沒有BMA或者沒有St最終所得PS粒子的粒徑分布都非常寬，而當(dāng)BMA和St質(zhì)量比在1:1到1:3之間時(shí)，最終所得PS乳膠粒子的粒徑分布較窄。 (五)基于試驗(yàn)結(jié)果和相