aget atrp法制备聚丙烯酸丁酯乳液的研究

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1、AGETATRP法制备聚丙烯酸丁酯乳液的研究学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：2014年4月7日噩錾毕青岛科技大学研究生学位论文AGETATRP法制备聚丙烯酸丁酯乳液的研究摘要电子转移活化原子转移自由基聚合(AGETATRP)是ATRP技术的最新发展之一，该体系使用高氧化态的过渡金属作催化剂，同时加入还原剂，提高了体系的抗氧能力，一经提出便备受关注。乳液聚合以水为分散介质，属于环境友好的化工过程，更符合现代化工业发展的要求。本论文将传统的乳液聚合与电子转移活化原子转移自由基聚合(AGETATRP)技术相结合，以丙烯酸丁酯(BA)为聚合单体，生物相

2、容性好的六水合三氯化铁(FeCl36H20)为催化剂，自制的N-十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)为配体，抗坏血酸(VC)为还原剂，Ⅱ-溴代异丁酸乙酯(EBiB)为引发剂，自制的阳离子型Gemini乳化剂(c16_2．16)与聚氧乙烯月桂醚(B埔35)复配组成复合乳化体系，选用“两步加料法”成功实现了乳液体系中BA的AGETATRP。主要研究内容如下：首先，以乙二胺、溴代十六烷和氯乙酸钠为原料合成了N一十六烷基乙二胺三乙酸(HED3A)。分别考察了原料配比、反应温度和体系pH值等因素对反应的影响，得出了较优的反应条件为：n(氯乙酸)／n(N．十六烷基乙二胺)=3．

3、6／1，反应温度60。C，体系pH应保持在8左右，最终产品收率为82．7％。采用傅里叶变换红外光谱(FT-R)和核磁共振氢谱(1HNMR)对HED3A的结构进行了表征，结果显示，成功合成了进行AGETA1rI心所需的配体。其次，探讨了各反应工艺参数对BA单体的乳液AGETATRP反应的影响。分别考察了加料方式、乳化剂、配体、催化剂、还原剂、引发剂以及聚合温度对聚合过程的影响。结果表明：当原料配比为[BA】0／【FeCl3】0，【HED3A】o／【VC]d[EBiB]o=300／I／0．5／0．5／2，固含量为13wt％，Brij35：C16-2-16=3：1，复合

4、乳化剂用量为4．0wt％(相对于单体质量)，反应温度为60"C时，聚合反应显示活性／可控特征。通过重量法计算单体的转化率，发现转化率随着时间缓慢增大，最终单体的转化率可达75．52％，ln([凋o／[M1)与时间呈较好的一级线性关系；采用FT．1R和1H-NMR分别表征C16'62．16和PBA的结构：采用凝胶渗透色谱(GPC)测定聚合物的相对分子量(Mn=4394169·moi’1)和分子量分布(PDI=I．27)；差示扫描量热仪(DSC)测定聚合物的T。=．46．8"Ci通过马尔文激光粒度仪(NanoZS90)和透射电镜(TEM)分别对乳液的粒径分布及粒子形态

5、进行表征，结果表明乳液的z均粒径为103．2nm，粒径分布指数为0．030。AGETATRP法制各聚丙烯酸丁酯乳液的研究关键词：电子转移活化原子转移自由基聚合乳液聚合丙烯酸丁酯N．十六烷基乙二胺三乙酸六水合三氯化铁Il青岛科技大学研究生学位论文SYNTHESISOFPOLY(n—BUTYLACRYLATE)EMULSIoNⅥAAGETATRPABSTRACTTheatomtransferradicalpolymerizationwiththeactivatorgeneratedbyelectrontransfer(AGETATRP)isoneofthelatest

6、advancesinATRPtechniquesThetransitionmetaloxideisusedforcatalystsandareducingagentisaddedtoimprovetheanti—oxidativecapabilityofAGETATRPsystem，whichhasbeenpaidmuchattentionfromtheverybeginning．Emulsionpolymerizationisaprocesswiththewaterasdispersionmedium．Therefore，itisanenvironment—fr

7、iendlychemicalprocess，whichisuptotheneedsofmodemindustrialdevelopment．Inthispaper,AGETATRPwascombinedwiththetraditionalemulsionpolymerizationtechnology，andthepolybutylacrylatewaspreparedviaAGETATRPinemulsionbymeansoftwo—stepfeedingmethod．Thepolymerizationwasconductedwiththen—butylacry

8、late(