甲基丙烯酸丁酯-丙烯酰胺共聚物的合成及性能研究
目录
摘要 ............................................................................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................................................................ II 第一章绪论.. (1)
1.1引言 (1)
1.2 自由基聚合概述 (2)
1.2.1自由基聚合定义 (2)
1.2.2自由基的产生 (2)
1.2.3自由基微观反应过程 (4)
1.2.4影响自由基聚合反应的因素 (4)
1.3引发剂 (5)
1.3.1引发剂的种类 (5)
1.3.2引发剂分解速率 (6)
1.3.3引发剂的选择 (7)
1.4自由基聚合实施方法 (7)
1.4.1传统实施方法简述 (7)
1.4.2本体聚合法 (8)
1.5课题研究目的与内容 (9)
第二章分批投料对甲基丙烯酸丁酯/丙烯酰胺共聚物结构与性能的影响 (11)
2.1引言 (11)
2.2实验部分 (11)
2.2.1实验原料 (11)
2.2.2实验仪器与设备 (12)
2.2.3 BMA/AM共聚物的合成工艺 (12)
2.2.4 BMA/AM共聚物的结构和性能分析 (13)
2.3结果与讨论 (14)
2.3.1 BMA/AM共聚反应机理 (14)
2.3.2 BMA/AM共聚物的分子结构分析 (17)
2.3.3 BMA/AM共聚物的特性粘度分析 (19)
2.3.4 BMA/AM共聚物的热性能分析 (19)
2.3.5 BMA/AM共聚物的压缩强度分析 (23)
2.4本章小结 (24)
第三章预聚合温度对甲基丙烯酸丁酯/丙烯酰胺共聚物结构与性能的影响 (25)
3.1引言 (25)
3.2 实验部分 (25)
3.2.1实验原料 (25)
3.2.2实验仪器与设备 (25)
3.2.3 BMA/AM共聚物的合成过程 (26)
3.2.4 BMA/AM共聚物的结构表征与性能测试 (26)
3.3结果与讨论 (27)
3.3.1温度对聚合反应速率的影响 (27)
3.3.2 BMA/AM共聚物的分子结构分析 (28)
3.3.3 BMA/AM共聚物的特性粘度分析 (30)
3.3.4 BMA/AM共聚物的热性能分析 (31)
3.3.5 BMA/AM共聚物的压缩强度测试 (34)
3.4本章小结 (35)
第四章丙烯酸对甲基丙烯酸丁酯/丙烯酰胺共聚物结构和性能影响 (36)
4.1引言 (36)
4.2实验部分 (36)
4.2.1实验原料 (36)
4.2.2实验仪器与设备 (36)
4.2.3 BMA/AM共聚物的合成工艺 (37)
4.2.4 BMA/AM共聚物的结构与性能分析 (37)
4.3结果与讨论 (38)
4.3.1丙烯酸对AM溶解性能的影响 (38)
4.3.2 BMA/AM共聚物的分子结构分析 (39)
4.3.3 BMA/AM共聚物的热重分析 (40)
4.3.4 BMA/AM共聚物的压缩强度测试 (42)
4.4本章小结 (43)
第五章结论与展望 (44)
5.1结论 (44)
5.2展望 (44)
参考文献 (46)
硕士期间发表论文情况 (52)
致谢 (53)
第一章绪论
1.1引言
自由基聚合反应是指反应单体通过引发作用进行游离基连锁聚合形成聚合物的一类反应。在当前高分子合成工业，自由基聚合的利用是较广泛的[1,2]。作为有机化学中重要的研究领域，自由基化学的研究和开发比较深入。在1900年M.Gomberg首次制的稳定的三苯甲基自由基，提出了自由基概念；1929年，F.A.Paneth从四甲基铅热分解中获得了简单、活跃的自由基；1937年M.S.Kharasch首先发现了“过氧化物效应”，解释了溴化氢和不对称烯烃的反马尔柯夫尼科夫加成这类所谓的异常现象[3-5]。从那之后，自由基化学发展很是迅猛，并且对它的反应历程理论也进行了深入的研究。在1956年，美国的Szwarc [6]提出了活性聚合新概念，活性聚合指的是没有中止，也没有转移的一类聚合反应，并且它的引发速度要远快于其增长速度。随后在活性聚合方面投入了大量的研究。然而由于自由基的链转移和双基终止反应在自由基活性聚合中会大量发生，使得反应在引发之后无法进行有效的控制。在对活性离子聚合与传统自由基聚合间的优缺点对比研究下，科学家们将两者有机结合进行可控活性自由基聚合，并在90年底取得了巨大的突破[7]，达到了能对聚合物的结构、性能进行较好的控制以及设计[8-10]，从而使得自由基聚合的研究重点由传统自由基聚合转移到了可控/活性自由基聚合。
通用的自由基聚合反应机理的共同特点是慢引发、快速增长、快速终止，合成的聚合物的分子量和聚合度等一般是无法控制的，其主要在氧化还原体系、高活性能的引发剂以及多功能引发反应体系[11,12] 以及在自由基聚合中运用电子自旋共振测试技术[13-15]等方面有所研究。而可控/活性自由基聚合却不同于传统的自由基聚合，它可以在聚合物的组成、尺寸及序列分布、分子链的结构等多方面进行精确制备，并按照预先安排来进行预测聚合物的分子量，同时制备的聚合物分子量分布相对较窄。自由基聚合的控制是在活性的增长链自由基和休眠种间建立平衡来达到的，研究可控/活性自由基聚合反应的方法很多，可运用引发剂转移终止法[16-18]、氮氧稳定自由基聚合[19,20]、原子转移自由基聚合[21-25]，也可以使用双硫酯作用下的可逆加成-断裂链转移[26]和其他的聚合方法[27-30]。
自由基聚合在上世纪50年代开始逐渐发展成为高分子相关产业的主要生产技术[31]。目前市场上聚合物产品通过自由基聚合反应制备的比例达到了60%以上[32]，此中包括了聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚醋酸乙烯、丁苯橡胶等[33]一批产