表面活性单体AMCAB的均聚合及均聚物单分子链胶束化行为的研究

摘要

本文以丙烯酸、N,N-二甲基乙二胺及溴代十四烷为主要原料合成了阳离子型表面活性单体(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵(AMC<,14>AB)；通过红外光谱与核磁共振谱对AMC<,14>AB的化学结构进行了确认；使用紫外分光光度法测定了AMC<,14>AB在水中的溶解度，同时采用表面张力测定(环法)与电导测定两种方法测定了AMC<,14>AB在不同温度下的临界胶束浓度(CMC)；实验结果表明，通过酰氯化、酰胺化与季铵化三步有机反应成功地合成出了丙烯酰胺型阳离子表面活性单体AMC<,14>AB，其Krafft点为21.3℃；25℃下其CMC为6.51×10<'-4>mol/L，对应的表面张力为46.3mN·m<'-1>，表明AMC<,14>AB有较高的表面活性。 采用溴酸钾．溴化钾法研究了阳离子型表面活性单体(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵(AMC<,14>AB)在水溶液中均聚合动力学，分别考察了引发剂浓度与单体浓度对聚合速率的影响，确定了聚合速率方程，分析了均聚合机理，考察了温度对均聚合反应的影响，测定了聚合表观活化能；由于AMC<,14>AB在水溶液中的胶束化行为，使其具有较快的聚合速率，于60℃下聚合，40min内转化率即可达到80％以上；AMC<,14>AB聚合速率方程为R<,p>=K[M]<'0.92>[I]<'0.48>，说明链终止为双基终止方式，引发过程与单体无关；聚合表观活化能为80.72kJ/mol。 采用水溶液均聚合方法，制备了阳离子型表面活性单体(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵(AMC<,14>AB)的均聚物，使用荧光探针法、表面张力测定及电导测定法，重点考察了均聚物P(AMC<,14>AB)在水溶液中的胶束化行为与表面吸附现象：在水溶液中，均聚物P(AMC<,14>AB呈现单分子链胶束的聚集形态，具有零临界胶束浓度(cmc=0)，从开始加入P(AMC<,14>AB)起，水溶液中随即产生单分子链胶束，不存在Krafft温度。P(AMC<,14>AB)在溶液表面也发生表面吸附，使水的表面张力下降，即P(AMC<,14>AB)也具有表面活性；随着浓度增大，表面吸附量增大，水的表面张力持续下降；当表面吸附达饱和时，表面张力～浓度曲线上出现突变点，该点应该定义为饱和的表面吸附浓度(SSAC)，而不应该再称为临界胶束浓度。P(AMC<,14>AB)单分子链胶束溶液对疏水有机物(甲苯)的增溶情况，明显不同于普通小分子表面活性剂十六烷基溴化铵(CTAB)的多分子胶束溶液，甲苯增溶量～P(AMC<,14>AB)浓度的关系曲线上无突变点，而且对甲苯的增溶能力高于CrAB的多分子胶束溶液。

目录

文摘

英文文摘

声明

1本课题的研究背景及意义

1.1表面活性单体

1.1.1表面活性单体及其类型

1.1.2表面活性单体的研究现状

1.2单分子链胶束

1.3本课题的研究目标

2本课题的研究内容及方案

2.1丙烯酰胺型阳离子表面活性单体的合成、表征及胶束化行为

2.1.1丙烯酰胺型阳离子表面活性单体的合成

2.1.2表面活性单体的表征

2.1.3表面活性单体的胶束化行为

2.2表面活性单体AMC14AB均聚合动力学

2.2.1表面活性单体的均聚合

2.2.2聚合动力学方程的测定

2.2.3聚合表观活化能的测定

2.3考察单分子链胶束的胶束化行为与相关新概念的提出

2.3.1荧光芘在P(AMC14AB)水溶液中荧光光谱的测定

2.3.2 P(AMC14AB)水溶液电导率的测定

2.3.3不同温度下P(AMC14AB)在水中溶解度的测定

2.3.4 P(AMC14AB)水溶液表面张力的测定

2.3.5 P(AMC14AB)水溶液对甲苯增溶性能的测定

3丙烯酰胺型阳离子表面活性单体的合成、表征及胶束化行为

3.1实验部分

3.1.1原料与仪器

3.1.2(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵的合成

3.1.3 AMC14AB化学结构的表征与确认

3.1.4 AMC14AB的胶束化参数的测定

3.2结果与讨论

3.2.1 AMC14AB的化学结构表征与确认

3.2.2 AMC14AB在水中的溶解度与Krafft温度

3.2.3 AMC14AB的表面活性及临界胶束浓度

3.3本章小结

4表面活性单体AMC14AB在水溶液中均聚合动力学的研究

4.1实验部分

4.1.1原料与仪器

4.1.2表面活性单体AMC14AB水溶液均聚合

4.1.3 P(AMC14AB)的表征

4.1.4 AMC14AB水溶液聚合动力学曲线的绘制

4.1.5 AMC14AB水溶液聚合速率方程的测定

4.1.6AMC14AB水溶液聚合速率表观活化能的测定

4.2结果与讨论

4.2.1聚合物P(AMC14AB)的红外表征

4.2.2 AMC14AB水溶液均聚合动力学行为及均聚合机理

4.2.3 AMC14AB水溶液均聚合速率方程的测定

4.2.4 AMC14AB水溶液均聚合的表观活化能

4.3本章小结

5单分子链胶束的胶束化行为与相关新概念的提出

5.1实验部分

5.1.1原料与仪器

5.1.2表面活性单体AMC14AB的水溶液均聚合

5.1.3荧光芘在P(AMC14AB)水溶液中荧光光谱的测定

5.1.4 P(AMC14AB)水溶液电导率的测定

5.1.5不同温度下P(AMC14AB)在水中溶解度的测定

5.1.6 P(AMC14AB)水溶液表面张力的测定

5.1.7 P(AMC14AB)水溶液对甲苯增溶性能的测定

5.2结果与讨论

5.2.1AMC14AB的化学结构

5.2.2探针芘在P(AMC14AB)水溶液中荧光光谱特征

5.2.3 P(AMC14AB)水溶液的电导与浓度的关系

5.2.4 P(AMC14AB)在水溶液中的溶解度与温度的关系

5.2.5 P(AMC14AB)单分子链胶束的模型

5.2.6 P(AMC14AB)水溶液的表面活性与饱和吸附浓度

5.2.7 P(AMC14AB)水溶液对甲苯的增溶性能

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所取得的研究成果

致谢