分散聚合法制备单分散微米级聚醋酸乙烯微球的研究

摘要

分散聚合是一步获得单分散微米级聚合物微球极为有效的聚合方法。本论文研究了以过硫酸钾与亚硫酸氢钠为氧化-还原引发剂，醋酸乙烯在醇/水介质中的分散聚合。通过各种溶剂体系的选择，确立了稳定的分散聚合体系，系统地考察了不同聚合参数如：分散介质、醇水比、分散剂浓度、引发剂浓度、单体浓度、聚合温度以及搅拌速率等因素对聚合体系的稳定性、微球粒径及其分布和聚合物相对分子质量的影响情况，初步探讨了醋酸乙烯分散聚合的聚合机理及动力学特征。 研究结果表明：在异丙醇/水体系中，聚醋酸乙烯微球的粒径和粒径分布系数随着醇水比、引发剂浓度、单体浓度、聚合温度的提高而增大，随着分散剂PVP浓度的增加而降低，随着搅拌速率的提高，聚合物微球的粒径变小而粒径分布变宽。聚醋酸乙烯相对分子质量随着醇水比、引发剂浓度、聚合温度的升高而减小，随着分散剂PVP浓度的增加而增大，随着单体浓度的提高是先增大后减小。 通过红外光谱和X射线光电子能谱(XPS)对聚合物粒子的表征，得出分散剂PVP是以物理吸附的方式起稳定作用，并提出了短链自由基沉淀吸附机理：分散聚合过程可分为三个阶段： (1)短链自由基生成阶段反应开始时，单体、分散剂和引发剂全部溶解在分散介质中形成均相体系。温度上升至聚合温度后，引发剂分解产生自由基，并引发单体聚合，生成溶于分散介质的聚醋酸乙烯短链自由基。 (2)成核阶段当聚醋酸乙烯链自由基链长超过临界链长后，从分散介质中沉析出来，多个链自由基聚集成核而沉淀，沉析过程中形成的聚醋酸乙烯粒子以物理方式吸附分散剂PVP以达到空间稳定作用。 (3)粒子增长阶段该阶段粒子数目保持恒定，粒子的增长一方面靠吸收单体、引发剂和自由基在粒子相中聚合，另一方面靠吸收由连续相中生成的短链自由基增长，直至单体消耗完全。 本课题得到了粒径分别为2.0μm、4.0μm和5.0μm单分散聚醋酸乙烯微球的标准配方，同时得到相对分子质量-Mη＞100×104的聚醋酸乙烯以及平均聚合度达4800的聚乙烯醇。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用权的说明

1前言

2实验部分

3结果与讨论

4结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果