丙烯酰胺—DBMA反相乳液共聚合研究

V 1．15 lg99年 3月 高分子 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 科学与工程 POLYlvlt~ MA'I'EI~IAIS 9口_ENCE AND E IN呵 ING No．2 Mar，1g99 丙烯酰胺一DBMA反相乳液共聚合研究 ) l O d lJ．> 6 甲基丙烯陵乙酯溴+54~-(DBMA)反相乳注共聚合反应。研究了单体配比、乳化荆用量，引发刺用量厦反应条件等对聚 舍反应动力学的彭响，考察了谊共聚糟乳洼的流变性能。 美键词 里拉置肚 ：毽三监 反相 ! ．!堕1功能性单体 丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚物和共聚物 是一类用途非常广泛的多功能高分子化合物，是合 成水溶性高分子聚电解质中最重要的品种，广泛应 用于油田开发、矿业、化工、印染、造纸、水处理和土 壤改良等工农业行业Ll_。近年来，丙烯酰胺与其它功 能性单体共聚合的研究越来越受到人们的重视，其 中研究较多的是与阴离子型单体的共聚合0 ]，而对 于与阳离子型单体 的共聚合研究甚少0’ 。J． BartonC 讨论了引发剂对丙烯酰胺反相乳液聚合的 影响，但对于阳离子型 自由基引发剂的影响尚未见 报导。我们以丙烯酰胺和功能性阳离子型共单体N， N．二 甲基一N'丁 基一N'甲基 丙 烯 酸 乙 酯 溴 化 铵 (T )为研究体系，采用阳离子型 自由基引发剂 偶氮二异丁基脒盐酸盐(AIBA)引发，合成了稳定的 阳离子型反相乳液，在稳定的聚合条件下研究了丙 烯酰胺一D卧价 反相乳液共聚合动力学，考察了该乳 液体系的流变性能 1 实验部分 1．1 原料 丙烯酰胺：e P．级，重结晶两次后，将其水溶液 用阴阳离子交换树脂(2：1)处理 ，再用丙酮重结晶 除去杂质。白油经过滤备用。偶氮二异丁基脒盐酸 盐(Ar队 )为试剂级。甲基丙烯酸二甲胺基乙酯为进 口试剂，经溴丁基化得DBMA。引发剂和阳离子型单 体均低温储存备用 乳化剂为sPA 80，调节剂为分 析纯 1．2 反相阳离子共豪物乳液的合成 收稿日期：1996 _ 10 1 0 联系^厦第一作者 易昌风．女．35岁．顼士 霖 哀，p f；一，9 在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的四口反应 烧瓶中，按比例加入定量的油相分散介质、乳化剂、 丙烯酰胺、DBMA、调节剂等 通人 保护，匀速搅 拌一定时间后，待乳液稳定，缓慢地升温到一定温 度 ，加入阳离子型 自由基引发剂引发反应并开始计 时，控制反应体系温度恒定。反应一段时间后，冷却 出料，即得反相乳液。 1．3 聚合动力学 1．3．1 转化率的测定：随着反应的进行，一定时间 后 ，用吸管吸取少许乳液放在 25[rLrn×25 nm％的称 量瓶中，滴加 5 对羟基苯甲醚的甲醇溶液，混匀。 用皂化一溴化法测定游离单体含量 ，进一步求得转化 率。游离单体含量按下式计算： ％)一IN( 一 ×o．0799／ ×100 式中 Ⅳ 为 0．05 mol／I NazS2 标 准溶液的摩尔浓 度iVo为空白试验耗 Na S2 标液体积} 为样 品试 验耗 Na 标液体积；m为样品质量(g)。 1．3．2 聚合速率R：聚合反应速率R按文献E7]所 述方法进行计算 1．4 乳液流变性能的测定 共聚物乳液在室温下，用 NDJ一1型旋转粘度计 测定。 2 结果与讨论 2．1 聚合动力学 2．1．1 阳离子型共单体 DBMLq用量的影响：H舀1 为 DI!vlA用量的影响，对 Fig．1的恒速阶段(Ⅱ)(即 转化率为 20 ～7O 范围)进行线性回归，以1r氓 、 、 、 — — 一 ． — — 一 — — 维普资讯 http://www.cqvip.com 高分子材料科学与工程 对ln[DBMA]作图，求得直线斜率为1．23，据此得 ∞[DBMA]。。 。从Fig,1可以看出，聚合反应很快， 在较短时间内达到较高的转化率。另外，单体转化率 随着 DBMA浓度增大而增高 ，因为聚合反应速率与 转化率成正比 据文献E7]所述方法换算为聚合反应 速率，从而说明当 DBMA浓度增大时，聚合速率增 快；这主要是偶氯类引发剂引发 AM反相乳液聚台， 初始 自由基主要在油相中生成 3，自由基被单体液 滴捕获而异相成核，液滴中单体浓度很大，局部呈溶 液聚合状态口]，导致聚合速率很快。而 DBMA参加 共聚时，由于 DBMA的水溶性优 良，液滴 中 DBMA 的浓度随着 DBMA用量的加大而增大．又由于 DBMA与 AM 共聚后 ，产生增长的聚合物离子 自由 基与反离子形成离子对，导致 的增大0]，从而使 R增大。但当I~BMA过大，反应速率反而下降，此时 离子型单体与增长的聚合物离子型自由基之间的静 电排斥作用的影响占主导地位。 阶段(I)(即转化率为 20 ～7O 范围)进行线性 回归，以ln 对I．EAmA]作图，求得直线斜率为0， 78，据此得出R。：[AreA] 。从图中还可以看到，单 体的转化率随着 AIBA浓度的增大而增高，由于聚 合反应速率与转化率成正比It]，同样说明随着 AIBA 浓度的增大反应速率加快。 2．1．3 乳化剂用量的影响：采用类似的方法．固定 [M3、[1]，改变乳化荆的用量，测定共聚合反应时单 体的转化率随乳化剂用量的变化，结果如 Fig．3 对 恒速阶段(Ⅱ)(即转化率为 2O ～70 范围)进好 线性回归，以lnR对 t．EE]作图，求得直线斜率为一 0．24，据此得出 ∞[E] “。从图中可以看出．在该 反应体系的乳化剂浓度范围内，随着乳化剂用量的 增大，单体转化率降低，同理，反应速度下降。这主要 是乳化剂用量减少，单体液滴数目增多，而且液滴增 大。在油相中产生的初始自由基 被液滴捕获的机 会增多，液滴中单体数目增多也使聚合易于进行，从 Hg． I Convcr~on yel~U$ H at various DBMA concentration [DBMA]X1 (tr~l／L) I：2 84；1；s．60{ I|8．53；Ⅳ；11 87 增大。 f n) F ．3 C~tlvemion nⅡ* vn咖 lIs emul~ er c0nceⅡlA [明 x1 tmol／L) 【；7．47；1：9．H；I： 11 21． Fig．2 Conversion ve Lls tir雎 various A卧 concentration [AIB蜩 XIO (tool／L) I：1．54；1：3．07；I： 4．3O：IV-6．14． 0 40 80 120 ff n) 4 C衄veIsI蛆 ver sⅡn al Hc nt pH I IpH= 7I I：pH=9；I ：pH穹6 2 ⋯ ． 1．2 ⋯ ： 2．1．4 pH值的影响：Fig-4是pH值的影响情况，可 凳竺 时 ， 差三薹 ：主 Fi 化率随引发剂浓度[1]的变化 ，结果如 g．2 对恒速 一 ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ 一 ⋯ 一～ ⋯ 。 一 一 S【硐ED3 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 商分子材料科学与工程 1999年 8 Me yIn j．A即 l Polym ＆ ；．．1991．42：281 9 J gM ．Huang X—Yu Polymer．1985．96：1689 10 浦鸿 汀 (Pu} stitag)，唐 小 鼻 (Tang Xiaozhen)- 荫 (Luo Ying)．等 高分子材料科学与 工程 (PolymerMaterials Science 8L En~ineeting)，l998．(3)-75 儿 李萍 (fj Ping) 上高 空 通 大 学 学 位 沧 支 (D ee~esis of Shanghai】i~otong Univer~ty)一1990 l2 calQ．Zhu S．】 g L．等．高 分子材 料科学与 工程 (Polymer Ma terials Sclenee＆Blgi 【lg)，1990．6【3)：717 THE COMPATIBILITy AND PROPERTIES OF PC／PS／PC-g-PS BLENDS PuHongting (＆却 m of1Wymn}Mmenlats，TongjiU,~'wsltyI S 扣 ) Chen Yanhui，Tang Xiaozhen，Xu Xiangr~ng (皿 ofApfliedChe~dstry，5 咖 JiaotongUm'versity， l^埘 】一) ABSTRACT 1e properties of PC／PS blends Wi血 different compositions were studied．T}1e relations betwin the compatibility and the properties of the blends were investigated．1lle measurement of DSC and SEM showed that the compatibility of PC／PS blends was improved 山 the addition of the radiation graft copolymer PC-g-PS．Blend spedmens were tested 血 respect to tensile，[ral~ct。density，hardness，water content and time for crack in organic solventto probe the effects of compatibility and composition Onthesefactors．In general，the blendswe／'e rigid，brittle materials．With the addition of PC-g-PS，thetensile strength，impact strength density+hardness，andtime for crack n organic solvent reimproved．whRethewater contentwas reduced ． Keywords polycarbonate，polystyrene，compatibility，mechanical properties，physical properties (上接第 49页．continuedfrom 49) STUDY ON THE矾 VE]RSE EM[【】LS10N O咧P(Ⅱ 咽RIZATICIN OF AaRYLAM Ⅲ E AND N—Dn佃 HY【rN—BUm N ETHYL 删 ACRYIA Ⅱ A n IUM 职 0 E Yi Changfeng，Xu Zushun，Chang Shiyuan，Chen Zhenggno (n皿胁 ofChemistry，矗 Unlvers趣 W ) ABSTRACT In this paper．selecting SPAN一80 as emulsifier，azobis(isobuty|aw2dine hydrochioride)(AIBA)as initiator， the inverse emulsion copolymerization of acrylamide and N-dimethyl—N-butyl—N-ethylmethacrylate ammonium bromine(DBMA)was developed．"the effects of monome r S ratio，emulsifier content，initiator content and reaction condition etc on the polymerization kinetics were studied，the rheologieal properties of the copolymer emulsion wefe investigated． Keywords acrylamide，inverse emulsion，reaction kinetics，inverse emulsion polyme rization，functional monomer 维普资讯 http://www.cqvip.com