基于二烯丙基二甲基氯化铵的聚合物合成及其应用研究

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1、学号：12101102常州大学硕士学位论文基于二烯丙基二甲基氯化铵的聚合物合成及其应用研究研究生李夏倩俞强、蒋姗指导教师教授、副教授学科、专业名称高分子化学与物理研究方向高分子材料改性及应用2015年04月TheSynthesisandApplicationResearchbasedonDiallylDimethylAmmoniumChloridePolymerADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByLiXia-Qian(PolymerChemistryandPhy

2、sics)DissertationSupervisor:Prof.YuQiangandAssociateProf.JiangShanMay，2015常州大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人已完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权的说明本学位论文作者完

3、全了解常州大学有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属常州大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。学位论文作者签名：签字日期：年月日导师签名：签字日期：年月日中文摘要二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)属于烯丙基类季铵盐，

4、是一种典型性的阳离子单体。以DMDAAC为原料制备的均聚物和共聚物，具备水溶性好、相对分子质量易于控制、高效无毒、价格低廉等优点，在水处理、医药、皮革、化妆品等的制备领域有很广泛的应用。本论文主要研究含DMDAAC聚合物的制备，并探索其产物在不同领域的应用。在作为絮凝剂使用时，丙烯酰胺(AM)和DMDAAC的共聚物存在分子量低、阳离子度不高等缺点。本论文采用反相乳液聚合，制备含DMDAAC结构单元的高相对分子质量的共聚物，通过聚合工艺的进一步优化，在提高产物相对分子质量的同时，增加其中阳离子单元的含量，并对产物中正

5、电荷的分布密度进行了优化，提高其作为絮凝剂使用的效1果。采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（HNMR）和紫外可见分光光度计等对所得高分子絮凝剂进行了结构表征。红外光谱、核磁共振氢谱和黏度测试结果表明AM和DMDAAC进行了共聚合反应并得到了高分子产物，且产物中阳离子单元的含量远高于相应条件下水溶液聚合产物。当[DMDAAC]/[AM]=1:4，引发剂浓度为30mmol/L，乳化5剂含量为18%时，产物粘均分子量可达2.2×10，阳离子单元含量高达17%。采用层层自组装技术，使聚二烯丙基二甲基氯化铵（PD

6、MDAAC）和丙烯酸-丙烯酸钠共聚物P（AA-co-AANa）在聚丙烯（PP）隔膜表面进行自组装，从而制备多层复合膜。考察聚合物配比、自组装层数、温度等对隔膜表面结构和性能的影响。采用全反射傅立叶红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)分别表征膜表面组成和形貌。比较PP隔膜和复合隔膜各项测试结果发现，经自组装后，隔膜的表面水接触角可从90.6°降低至30.5°，130℃下热收缩率由12%下降至9.4%，复合膜具备良好的亲水性和耐热稳定性。纳米二氧化硅(SiO2)作为亲水性好、热稳定性极佳的无机粒子，可以引入到聚

7、烯烃微孔膜的表面，提高微孔膜的耐热性能。本论文使用与薄膜亲和性较好的DMDAAC对SiO2进行改性，使无机粒子能均匀分布在薄膜表面及孔内部。实验发现，经改性SiO2浸涂改性后，微孔膜的I接触角明显降低，浸涂60min的产物效果最佳。此外，该表面涂层在水中浸泡24h后仍能稳定存在，产品有望工业化。制备高相对分子质量的PDMDAAC，并将其置于异丙基丙烯酰胺的聚合反应体系中，形成具有半互穿网络结构的水凝胶。结果表明，该半互穿网络水凝胶具有对温度和pH值双重敏感的特性，其低临界溶解温度(LCST)为33℃，并表现出快的去

8、溶胀速率和优异的可逆刺激响应行为，在生物医药方面有较高的研究价值。关键词：二烯丙基二甲基氯化铵；絮凝剂；层层自组装；纳米二氧化硅；半互穿网络水凝胶IIABSTRACTDiallyldimethylammoniumchloride(DMDAAC)isakindofallylquaternaryammoniumsalt,andisalsoatypicalcati