紫外光引发MMA/CD嵌套物水相聚合及含CD分子的吸油树脂的制备

摘要

环糊精(CD)是由6、7、8个吡喃葡萄糖单元通过α-1，4配糖键连接而成、具有锥柱或截顶圆锥状花环状的化合物，其分别对应的是α，β，γ环糊精。CD具有极性亲水的外壁和疏水性的内腔，因此可以与一些尺寸和极性合适的油溶性分子通过包覆作用形成具有稳定的主-客体结构的复合物。将这一性质应用于聚合物制备的研究有着良好的前景和实际性的意义。本文对β-环糊精存在下，紫外光引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)在水溶液中聚合反应进行系统研究，并利用改性的β-环糊精制备吸油树脂，均取得了较好的结果。主要工作如下： 一．紫外光引发MMA/HP-β-CD嵌套物在水相聚合的研究 1、利用HP-β-CD嵌套MMA单体制备成可溶于水的嵌套物，并在水溶液中利用紫外光引发聚合的方法成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯。反应在30分钟内完成，转化率高达94％，同时研究也发现，所得到的聚合物在没有沉淀剂的存在下自发从体系中沉淀出来。 2、通过考察紫外光光强对聚合反应的影响，发现光强越高，体系反应越快，但过高的光强会导致转化率的下降，实验数据表明，体系最佳光强在2000μw/cm<'2>。对引发剂用量的研究发现，分子量与引发剂浓度的指数关系由-0.5渐变成0。 3、CD在体系中不仅可以嵌套单体形成水溶性嵌套物，还可以降低单体的反应活化能，起加速反应的作用。实验证明，当CD用量较少时，体系的产率随着反应时间的增加而增加，体现了CD在体系中循环嵌套单体聚合的作用。对CD的回收性研究发现，超过95-wt％的CD在反应后可以被回收。 二．利用GMA改性的CD合成新型吸油树脂 1、在DMAP的催化作用下成功利用GMA改性β-CD，并对其进行FT-IR和<'1>H NMR分析，实验证明，在DMAP催化下，GMA成功接枝到β-CD上(β-CD-MA)。 2、成功利用β-CD-MA与丙烯酸十八酯、丙烯酸丁酯合成新型吸油树脂。通过对甲苯、氯仿、花生油等油品的吸油性能的测试表明，该树脂有着较好的吸油性能，特别在对氯仿的吸收上；对甲苯的饱和吸油倍数在38 g/g以上，对氯仿的吸油倍数高达73 g/g，对花生油的吸油倍数在12 g/g左右：所制备的树脂还具有较快的吸油速率和较高的保油率。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1环糊精的发现与研究进展

1.2环糊精的结构与性质

1.2.1环糊精的化学结构特点

1.2.2环糊精的物理性质

1.2.3环糊精的化学性质

1.3.环糊精的衍生物

1.3.1化学修饰环糊精

1.3.2化学修饰环糊精种类

1.3.3环糊精聚合物及其应用

1.4环糊精在化学反应中的应用

1.5紫外光引发多官能团单体聚合

1.5.1紫外光引发聚合技术的介绍

1.5.2紫外光引发聚合的一般原理

1.5.3影响紫外光引发聚合反应的因素

1.5.4紫外光引发聚合的可持续性

1.6吸油树脂的吸油机理以及研究进展

1.7本课题的目的与意义

1.7.1 目的

1.7.2意义

第二章紫外光引发MMA/HP-β-CD嵌套物水相聚合的研究

2.1引言

2.2主要设备与试剂

2.2.1主要设备

2.2.2主要试剂

2.3主要实验内容

2.3.1 MMA/HP-β-CD嵌套物的制备

2.3.2 MMA/HP-β-CD嵌套物的热聚合

2.3.3 MMA/HP-β-CD嵌套物的紫外光引发聚合

2.3.4不含HP-β-CD的MMA体系的光聚合。

2.3.5不同紫外光强度对聚合体系影响的研究

2.3.6不同引发剂用量对聚合体系影响的研究

2.3.7不同HP-β-CD：MMA比例对聚合体系影响的研究

2.3.8反应后HP-β-CD残余量的研究

2.3.9聚合体系产率以及聚合体系额外产率

2.4产物表征

2.4.1嵌套物表征

2.4.2聚合物的表征

2.5结果和讨论

2.5.1 MMA/HP-β-CD嵌套物的1H NMR表征

2.5.2 MMA/HP-β-CD嵌套物的紫外光引发聚合与热引发聚合

2.5.3影响聚合反应因素的研究：紫外光强度和引发剂浓度

2.5.4不同HP-β-CD：MMA比例对聚合反应体系的影响

2.5.5 HP-β-CD循环嵌套聚合的研究

2.5.6聚合反应后体系残余HP-β-CD量的研究

2.6本章结论

第三章含有CD分子的吸油树脂的制备

3.1引言

3.2主要设备与试剂

3.2.1主要设备

3.2.2主要试剂

3.3主要实验内容

3.3.1甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)改性β-环糊精

3.3.2含有CD分子的吸油树脂的合成

3.3.3丙烯酸十八酯、丙烯酸丁酯及苯乙烯三元共聚吸油树脂的合成

3.3.4吸油树脂吸油倍数的测试

3.3.5吸油树脂吸油速率的测试

3.3.6吸油树脂保油率的测定

3.4结果与讨论

3.4.1改性环糊精β-CD-MA的合成

3.4.2含有CD分子的吸油树脂的合成

3.4.3含有CD分子的吸油树脂的吸油速度以及保油率的测定

3.4.4体系中不同β-CD-MA用量对树脂吸油性能的影响

3.5本章结论

3.6今后的工作任务

第四章结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

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