甲基丙烯酸甲酯悬浮态乳液聚合成粒机理和动力学研究

摘要

悬浮态乳液聚合是一种兼有传统乳液聚合和悬浮聚合部分特征,能制备疏松、多孔结构聚合物的新型聚合方法.疏松、多孔结构的树脂在吸附处理、固定酶催化等方面有很广泛的应用,因此悬浮态乳液聚合的研究具有理论和应用意义.该文在探索甲基丙烯酸甲酯(MMA)悬浮态乳液聚合工艺基础上,着重研究了MMA悬浮态乳液聚合的反应动力学和成粒机理.根据以上结果,提出了在分散水滴内乳液聚合形成初级粒子-生长-凝聚的MMA悬浮态乳液聚合成粒机理:引发剂水相分解引发聚合,水相中的自由基链达到临界链长后析出,析出的自由基链卷曲形成原始微粒,原始微粒捕捉自由基链继续生长生成初级粒子核,初级粒子核不稳定并聚并为初级粒子,由于PMMA不溶于环己烷/MMA混合液,而初级粒子又不稳定,因此凝聚形成疏松PMMA树脂.MMA悬浮态乳液聚合动力学研究发现:聚合初始速率与水油比成正比,与引发剂浓度的0.72次方成正比,与乳化剂浓度的0.58次方成正比;用过硫酸钾引发时,MMA悬浮态乳液聚合的活化能为124KJ/mol.悬浮态乳液聚合PMMA的数均分子量随聚合温度增加而减小,与引发剂浓度的-0.4次方成正比;当环己烷/MMA质量比为1.2时,分子量最小.采用优化的聚合工艺,得到转化率大于95﹪、颗粒由基本不熔结的初级粒子堆积而成、DOP吸附量为120g/100gPMMA的树脂.

目录

文摘

英文文摘

第1章前言

第2章文献综述

2.1疏松型聚合物粒子的制备

2.2单体/聚合物不溶体系的悬浮态乳液聚合

2.2.1聚合工艺对VC悬浮态乳液聚合颗粒形态的影响

2.2.2 VC悬浮态乳液聚合动力学模型

2.2.3 VC悬浮态乳液聚合成粒机理

2.2.4 AN/MA悬浮态乳液共聚合

2.3单体/聚合物互溶体系的悬浮态乳液聚合

2.3.1与其他非均相聚合的比较

2.3.2 MMA悬浮态乳液聚合

2.4 MMA乳液聚合机理、动力学

2.4.1 MMA经典乳液聚合

2.4.2含MMA单体的无皂乳液聚合

第3章实验

3.1实验装置和仪器

3.2实验药品

3.3实验步骤及基本工艺

3.4表征

3.4.1转化率的测定

3.4.2分子量的测定

3.4.3颗粒形态及尺寸分布测定

3.4.4吸油率测定

3.4.5电导率测定

3.4.6色谱法测定水相MMA浓度

3.4.7粒子数密度的确定

第4章悬浮态乳液聚合工艺对PMMA树脂颗粒形态的影响

4.1引言

4.2实验结果与讨论

4.2.1悬浮态乳液聚合和悬浮聚合PMMA的颗粒形态比较

4.2.2环己烷用量的影响

4.2.3引发剂浓度的影响

4.2.4乳化剂浓度及乳化剂HLB值的影响

4.2.5水油比的影响

4.2.6分散剂的影响

4.3本章小节

第5章MMA悬浮态乳液聚合成粒机理

5.1引言

5.2实验结果与讨论

5.2.1 PMMA在混合溶剂中的溶解性

5.2.2相态研究

5.2.3无乳化剂条件下的悬浮态乳液聚合

5.2.4存在乳化剂条件下的悬浮态乳液聚合

5.2.5与加沉淀剂的MMA悬浮聚合粒子形态的比较

5.2.6 MMA悬浮态乳液聚合成粒机理

5.3本章小节

第6章MMA悬浮态乳液聚合动力学

6.1引言

6.2结果与讨论

6.2.1水油比对聚合速率的影响

6.2.2引发剂浓度对聚合速率的影响

6.2.3乳化剂浓度对聚合速率的影响

6.2.4沉淀剂对聚合速率的影响

6.2.5温度对聚合速率的影响

6.3本章小节

第7章MMA聚合工艺对分子量的影响

7.1引言

7.2实验结果与讨论

7.2.1引发剂浓度对分子量的影响

7.2.2环己烷对分子量的影响

7.2.3温度对分子量的影响

7.3本章小节

第8章结论

参考文献

致谢