探索蒙脱土存在下苯乙烯聚合反应表观动力学及其共聚合行为研究

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1、河北工业大学硕士学位论文蒙脱土存在下苯乙烯聚合反应表观动力学及其共聚合行为研究姓名：张岩申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张留成;刘国栋20040201河北工业大学硕士学位论文蒙脱土存在下苯乙烯聚合反应表观动力学及其共聚合行为研究摘要聚合物基纳米复合材料是一种新型复合材料，已经有三十多年的研究历史。近年来，对聚合物／蒙脱土纳米复合材料的研究多集中在材料的合成和结构表征方面，蒙脱土对聚合反应动力学影响方面的研究鲜见报导。本文重点讨论了蒙脱土对苯乙烯的聚合反应及其共聚合行为的影响。采用十六烷基三甲基溴化铵作为有机插层剂制备了有机蒙脱土，并采用FT-IR、TGA、XRD等方法进行表征。测试结

2、果表明，蒙脱土的片层间距由原来的1．26nm增大至2．10nm，该蒙脱土离子交换容量(CEC)为101．2mmol／1009MMT。采用膨胀计法研究了OMMT存在下苯乙烯(St)本体聚合反应。实验结果表明，OMMT的加入使得反应诱导期显著延长，聚合反应速率明显增加，而且引发剂浓度越低其影响越显著。经过动力学分析，蒙脱土参与了自由基聚合的链引发过程。DSC、TGA、XRD等方法测试结果表明，BPO浓度越低，复合材料中蒙脱土的层间距越大，材料的耐热性能越好a在较低蒙脱土含量范围内，NaMMT(OMMT)的存在对苯乙烯的乳液聚合反应均有不同程度影响，乳液聚合阶段Ⅱ的聚合反应速率均有不同程度下降，通过

3、聚合反应速率表观动力学分析，对于NaMMT体系，蒙脱土片层的存在使得引发剂效率下降而引起聚合反应速率下降；而OMMT对乳液聚合的影响是一个多因素相互影响比较复杂的过程。XRD测试结果表明，乳液插层聚合法制备的PS／MMT复合材料为剥离型纳米复合材料。研究了蒙脱土存在下苯乙烯(St)与N．苯基马来酰亚胺(PMI)的共聚合反应。实验结果表明：蒙脱土加入后，st与PMI的本体及溶液共聚速率均有较大程度提高，表观反应活化能明显降低，交替聚合倾向有所增加；但st与PMI的乳液共聚速率略有下降，交替聚合倾向没有明显变化。XRD测试结果表明，乳液和本体插层聚合法更有利于制备剥离程度较高的St．PMI／蒙脱土

4、纳米复合材料。关键词：苯乙烯，蒙脱土，N．苯基马来酰亚胺，纳米复合材料，本体聚合、乳液聚合、聚合反应动力学茎璺圭耋垩：至圣苎墨盒垦皇耋罂塑尘竺墨兰茎耋盒互垄翌塞STUDYoNKINETICSoFPoLYMERIZATIoNoFSTYRENEANDIT’SCoPoL：yMERIZATIoNACTloNWITHEⅪSTENCEoFMoNTMolULLoNITEABSTRACTPolymernanoeompositesareofanoveltypeofadvancedcomposites，whichhavebeenstudiedformorethan30years．Inrecentyears．the

5、mainstudiesonpolymer／montmorillonite(MMT)nanocompositeswerefocusedonsynthesisandcharacterizationofnanocomposites．ItisscarcethatstudyonkineticsofpolymerizationbeaffectedbyMMTaddedintothesystem．TheeffectofMMTonpolymerizationofstyreneandit’Scopolymerizationactionwasresearchedinthispaper．Theorganic-mont

6、rnorilloniter0Mm3ispreparedsuccessfullybyadoptingioninterchangewitIlhexadecyltrimethylammoniumbromideasaintercalationagent．TheresultofmodificationandthestateofintercalationoforganiccationarecharacterizedbymeansofFT-IR、TGAandXRD，XRDandTGAstudiesshowedthattheinterplanarspacingofmontmofilloniteincreaSe

7、dfrom1．26rimto2．10rtmandCECofmontmorilloniteis101．2mmol／1009MMT．TheaffectionofOMMTonbulkpolymerizationofstyrene(soWaSstudieddilatometrically．Theexperimentresultsshowthatthebulkpolymerizationinductionp