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高分子乳化剂的合成及其在(细)乳液聚合中的应用 中文摘要 中文摘要 两亲性聚合物作为乳化剂，具有低分子的表面活性同时，也具有很多独特的 物理化学性质，使用时具备很多小分子乳化剂或复配体系所不具备的优点。对分 散体系的稳定作用及其在(细)乳液聚合和分散聚合中的应用则是该类聚合物最 引人注目的应用研究之一。两亲性聚合物的种类之一是无规型两亲性聚合物，其 合成方法简便易行，单体种类选择和组成的范围变化多样，通过化学合成手段可 ● 得到表面活性高低不同、不同结构的、一定分子量的两亲性聚合物，作为乳化剂 应用于相关的乳液聚合中，其聚合产物结构或性能有不少独特的优点。 本论文合成了两种新型两亲性无规共聚物：(1)利用BPO引发甲基丙烯酸 一 。 Ⅳ-二甲氨基)乙酯)单体，合成了分子量分布窄的两亲性无规共聚物 作为后续(细)乳液聚合的乳化剂。与此同时，将己合成的聚甲基丙烯酸(NⅣ- 共聚大分子单体。对它们相应的(细)乳液聚合的体系和聚合产物做了相关研究。 得到了如下重要的结论： oC，水溶液的表面张 CMC(临晃胶束浓度)为o．003rdml左右，其浊点温度69．1 力最低值为48mN／m左右，而低分子表面活性剂SDS(十二烷基硫酸钠)则为。40 系的表面张力和临界胶束浓度都有所降低，接近于低分子表面活性剂，且有明显 的CMC值，浊点温度大于100℃。作为丙烯酸酯乳液聚合的复配乳化剂，其聚丙 烯酸酯乳液的稳定性好，成膜后吸水性低，很容易达到平衡，且最终的吸水率也 中文摘要 高分子乳化剂的合成及其在(细)乳液聚合中的应用 比较低，比低分子表面活性剂体系聚丙烯酸酯膜吸水率降低100％以上，耐水性好。 两种结构精致，分子量分布较窄的大分子乳化剂。在乳液中亲水链伸向水相，形 成聚苯乙烯为“核’’乳化剂为“壳”的聚合物粒子。细乳液聚合动力学研究表明，随 着固含率增大，聚合反应速率、转化率增加；随着大分子乳化剂用量的增加，聚 合反应速率、转化率增加；随着体系pH值变化，。在pH=3．5范围内，细乳液聚合 具有较高的稳定性、反应速率和转化率；而在pH=7时，细乳液聚合稳定性、反应 速率和转化率都较低。FTIR和1HNMR分析，结果表明：大分子乳化剂吸附在苯 乙烯的微球上，而把它们的亲水链伸向水中，形成“毛发型”聚合物微球。对反应中 的细乳液的粒径进行跟踪测试，结果显示，粒径基本不变，表明大分子乳化剂具 有良好的乳化效果。对聚合物粒子的形态进行透镜分析，结果表明：在酸性介质 中，粒子大小均匀，说明大分子乳化剂所形成的阳离子型聚电解质或部分质子化 对苯乙烯细乳液聚合有明显影响。 为细乳液聚合反应的乳化剂和共聚大分子单体。细乳液聚合动力学研究结果表明： 随着大分子单体用量的增加，聚合反应速率增加。随着体系pH值增大，在pH= 3．5范围内，细乳液聚合速率较快，转化率较高；而在pH_7时，最终单体的转化 率仍很低。FTIR和1HNMR分析，结果表明：大分子单体以共价键形式与苯乙烯 微球相结合，而把它们的两条亲水链伸向水中。形成“毛发型”聚合物微球。DSC 分析结果表明：每一样品只有一个玻璃化转变温度和单一吸热分解峰，证明体系 中poly(DMAEMA)与聚苯乙烯合为一体。对聚合物粒子的形态进行透射电镜分析， 结果表明：随着体系中大分子用量的增大，聚合物微球粒径变得均匀。在酸性介 质中，粒子大小均匀i而在中性pH介质中，粒子大小不均匀。说明．poly(DMAEMA) 所形成的阳离子型聚电解质或部分质子化对苯乙烯细乳液聚合有明显影响。‘ 关键词：两亲性无规共聚物高分子乳化剂大分子单体细乳液聚合 乳液聚合 ‘ 作 者：张明祖 指导老!『ili．闻荻江 lI