自穩(wěn)定沉淀聚合制備糠醇-馬來(lái)酸酐共聚微球粒子的研究.pdf_第1頁(yè)
已閱讀1頁(yè),還剩143頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、隨著人們對(duì)化石資源可持續(xù)發(fā)展的疑慮,如何有效利用可再生資源成為近些年來(lái)科技工作者和工業(yè)界共同關(guān)注的問(wèn)題。特別是可再生能源的開(kāi)發(fā)利用,取得了重大的發(fā)展。但基于生物質(zhì)的替代能源的工業(yè)化應(yīng)用,在經(jīng)濟(jì)上還受到極大的限制。將基于生物質(zhì)的化工原料利用和能源利用相結(jié)合,對(duì)生物質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行優(yōu)化,是解決目前困境的一個(gè)重要方法。這一方案也可以稱(chēng)之為“材料科學(xué)版”的生物質(zhì)利用。在所有基于生物質(zhì)的單體和聚合物當(dāng)中,呋喃及其衍生物具有獨(dú)特的地位。其中糠醇

2、(FA)是目前產(chǎn)量最大的呋喃類(lèi)化合物,其分子結(jié)構(gòu)中含有羥基和不飽和雙鍵等功能性官能團(tuán),是高分子合成及生產(chǎn)過(guò)程中的重要單體。以FA為原料的呋喃樹(shù)脂廣泛應(yīng)用于鑄造、建材、粘合劑和防腐涂料等。
   呋喃化合物具有芳香性和雙烯性,生成的自由基由于共軛作用具有很高的穩(wěn)定性,因此很難通過(guò)自由基聚合得到齊聚物或高分子量的聚合物。然而呋喃類(lèi)單體可以和其它單體,如馬來(lái)酸酐(MAn)、丙烯腈以及丙烯酸酯類(lèi),進(jìn)行共聚合。但FA與MAn的共聚合至今未

3、見(jiàn)公開(kāi)的文獻(xiàn)。
   如何利用FA作為單體,合成新的聚合物材料,對(duì)呋喃類(lèi)可再生資源的利用具有重要的意義。本文提出了一種新的學(xué)術(shù)思路,即應(yīng)用一種新型的自穩(wěn)定沉淀聚合方法,制備出基于生物質(zhì)單體的共聚粒子-FA/MAn共聚物微球粒子。從結(jié)構(gòu)上說(shuō),該共聚物粒子具有這些特點(diǎn):(1)聚合物微球由可再生資源組成;(2)微球粒徑和形貌可通過(guò)聚合反應(yīng)參數(shù)控制;(3)在聚合物粒子的分子鏈結(jié)構(gòu)中同時(shí)存在反應(yīng)性的酸酐和羥基基團(tuán),這兩種不同反應(yīng)性質(zhì)的基團(tuán)

4、為微球的進(jìn)一步選擇性改性提供了平臺(tái);(4)利用酸酐基團(tuán)和羥基的酯化反應(yīng)以及FA的羥甲基反應(yīng),可以進(jìn)行交聯(lián),得到交聯(lián)的呋喃聚合物微球等。
   本文以偶氮二異丁腈(AIBN)為引發(fā)劑,研究了FA和MAn的自穩(wěn)定分散共聚合,制備了共聚物微球。系統(tǒng)研究了溶劑的性質(zhì)、單體濃度、單體配比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)FA/MAn共聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、共聚物微球的尺寸和粒徑分布的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,聚合反應(yīng)的介質(zhì)對(duì)聚合物粒子的形成有很大的影響,聚合體

5、系呈現(xiàn)出從凝膠狀到穩(wěn)定的聚合物粒子分散體系的不同形態(tài)。在脂類(lèi)溶劑,包括乙酸酯(乙酯、丁酯、戊酯和異戊酯)和丁酸酯乙酯,以及乙酸丁酯與丙酮和環(huán)己烷的混合溶劑中,共聚合反應(yīng)得到的是穩(wěn)定的聚合物粒子的分散體系。而在甲苯溶劑中聚合結(jié)果為凝膠。在乙酸丁酯溶劑中共聚物粒子的粒徑范圍在100~800nm之間。引發(fā)劑AIBN的用量對(duì)聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、聚合產(chǎn)物的粒徑和粒徑分布有顯著的影響,當(dāng)AIBN與單體的摩爾比達(dá)到3.6%時(shí),聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率可以高達(dá)8

6、0%。粒徑也隨著引發(fā)劑用量的增加而增大,但粒徑的分布變寬,這一變化與聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的增加有關(guān)。
   研究了不同單體摩爾比的共聚合,共聚物的元素分析結(jié)果顯示,共聚物的組成與單體的摩爾比無(wú)關(guān),是接近FA/MAn=1∶1的交替共聚物。共聚物幾乎不溶于常用的有機(jī)溶劑,如溶烷烴、芳烴、酮類(lèi)、乙酸脂類(lèi)、四氫呋喃、二甲基甲酰胺和№甲基吡咯烷酮,氯仿和二甲基亞砜中,也不溶于10%的NaOH水溶液。但當(dāng)FA/MAn大于1時(shí),得到的聚合物可以溶于

7、純水中。水可溶性共聚物的酸堿滴定結(jié)果也表明共聚物的組成比接近FA/MAn=1∶1。不同單體比共聚物的FTTR相似,波數(shù)為3434cm-1的寬吸收帶為FA結(jié)構(gòu)單元中的-OH,1853cm-1和1776cm-1(C=O)和1202cm-1(C-O-C)的吸收帶是MAn的特征譜帶。1726cm-1的吸收帶歸屬為酯的羰基,可能是FA分子結(jié)構(gòu)單元中的羥基和MAn的酸酐基團(tuán)酯化反應(yīng)形成的。1632cm-1的吸收帶歸屬為二氫呋喃環(huán)中的C=C結(jié)構(gòu),10

8、78cm-1和936cm-1也與共聚物中的呋喃環(huán)結(jié)構(gòu)有關(guān)。共聚物的固體13C-NMR(13CP-MAS)譜也表明是FA和MAn的共聚物,而且FA在共聚物分子鏈中有上種連接方式,即2,5-二氡呋喃(Ⅰ)和3,4-二氫呋喃(Ⅱ)目種結(jié)構(gòu),其中2,5-二氫呋喃結(jié)構(gòu)是主要的結(jié)構(gòu)單元。FA與MAn共聚物的結(jié)構(gòu)如下:
   通過(guò)觀察不同取合反應(yīng)時(shí)間的聚合物粒子形貌和聚合物粒徑與聚臺(tái)反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的關(guān)系,對(duì)FA和MAn自穩(wěn)定沉淀聚合的成核機(jī)理和粒

9、子增長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了研究。聚合反應(yīng)過(guò)程可以分為二個(gè)主要階段:(1)在聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率小于10%時(shí),SEM觀察到的為不規(guī)則的聚集體,沒(méi)有清晰的聚合物粒子形成。當(dāng)聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到18.8%時(shí),SEM觀察到生成了共聚物粒子,表明成核期的結(jié)束。(2)從成核期結(jié)束到聚合反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到68%,聚合物粒子的粒徑逐漸增大。而且聚合物粒子粒徑的立方與生成的聚合物的質(zhì)量呈線(xiàn)性關(guān)系。另外在聚合物粒子的成長(zhǎng)期,未觀察到明顯的二次成核過(guò)程,聚合物粒子的表面比較粗

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論