丙烯酸酯类聚电解质树脂的制备及性能研究

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1、丙烯酸酯类聚电解质树脂的制备及性能研究Preparationandpropertiesoflipophilicacrylatepolyelectrolyteresin工程领域：材料工程作者姓名：陈杰指导教师：侯信教授企业导师：孙燕峰天津大学材料科学与工程学院二零一五年十二月摘要本文以对氯甲基苯乙烯(CMS)为基体，通过季铵化反应和阴离子交换反应制备了一种含有配位离子基团的离子单体(TTCMS)，然后将其与甲基丙烯酸丁酯(BMA)、甲基丙烯酸十二酯(LMA)共聚，制备出一系列丙烯酸酯类聚电解质树脂，同时研究了聚电解质树脂的结构、形貌

2、、热稳定性及其在吸油领域的应用。首先，采用季铵化反应和阴离子交换反应制备出离子单体TTCMS。结果表明：红外光谱(FTIR)图和核磁共振(NMR)图显示TTCMS制备成功；在季铵化反应中，当反应溶剂为丙酮、三乙胺与对氯甲基苯乙烯的摩尔比为1.2:1、反应温度为50℃、反应时间为6h时，所得产物(TCMS)的产率最高；在阴离子交换反应中，当反应溶剂为丙酮、四苯硼钠与TCMS的摩尔比为1.6:1、反应温度为25℃、反应时间为8h时，离子的交换率最大。之后，采用悬浮聚合法，以离子单体、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸十二酯为单体共聚制备丙烯酸

3、酯类聚电解质树脂。结果表明：聚电解质树脂颗粒呈不规则球状，表面粗糙多孔，且随着离子单体含量的增加，树脂表面出现更多的褶皱；TG结果显示树脂在300℃左右开始分解，表明聚电解质树脂具有良好的热稳定性；当水油比为4.0:1、分散剂用量为1.2wt%、交联剂用量为0.4wt%、离子单体含量为10wt%时，制备的聚电解质树脂具有优异的吸油性能。研究表明，聚电解质树脂不仅对环己烷、四氯化碳、二甲苯和四氢呋喃等有机溶剂有着较高的吸油倍率，而且也能吸收汽油、花生油、柴油等油品。其中，树脂对四氯化碳的吸油倍率高达35g/g；同时，树脂的吸油速率较

4、快，对部分油类能在半个小时内达到吸油饱和；此外，吸油测试表明，聚电解质树脂具有良好的缓释保油性能和再生性能，树脂能在保持吸油倍率基本不变的情况下重复使用十次以上。因此，本实验制备的丙烯酸酯类聚电解质树脂可用作一种新型、高效、可循环利用的吸油材料。关键词：丙烯酸酯类，聚电解质树脂，弱配位离子，离子单体，吸油倍率ABSTRACTInthisarticle,anionmonomer(TTCMS)containingweaklycoordinatingionswassynthesizedbyquaternizationreactionan

5、danionexchangereactiononthebasisofchlorinemethylstyrene(CMS).ThenthelipophilicacrylatepolyelectrolyteresinwassuccessfullycopolymerizedbyTTCMS,butylmethacrylate(BMA)andlaurylmethacrylate(LMA).Thestructure,morphology,thermalstabilityandabsorptionperformancesofpolyelectr

6、olyteresinweresystemicallyinvestigated.Firstly,TTCMSwaspreparedbyquaternizationreactionandanionexchangereaction.TheresultsofFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)andnuclearmagneticresonance(NMR)showedthatTTCMSwaspreparedsuccessfully.Inthequaternizationreaction,whe

7、nthesolventwasacetone,themoleratiooftriethylamine/CMSwas1.2:1,thereactiontemperaturewas50°Candthereactiontimewas6h,theyieldofquaternizedproduct(TCMS)washighest.Intheanionexchangereaction,whenthesolventwasacetone,themoleratioofNaBPh4/TCMSwas1.6:1,thetemperaturewas25°Ca

8、ndthereactiontimewas8h,theionexchangeratewashighest.Secondly,thelipophilicacrylatepolyelectrolyteresinwithTTCMS,BMAandLMAasm