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《KPS引发苯乙烯_丙烯酸丁酯微乳液共聚合的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、河北科技大学学报第25卷第3期JOURNALOFHEBEIUNIVERSITYOFVol.25No.3总第70期2004年SCIENCEANDTECHNOLOGYSum702004文章编号:1008-1542(2004)03-0012-04KPS引发苯乙烯/丙烯酸丁酯微乳液共聚合的研究安静,王德松,朱学旺,李雪艳,罗青枝,殷容,李发堂(河北科技大学理学院,河北石家庄050018)摘要:以十二烷基硫酸钠(SDS)/十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,水溶性的过硫酸钾(KPS)为引发剂,进行苯乙烯(St)/丙烯酸丁酯(BA)微乳液共聚合反应。研究了单体浓度c(M)、引发剂浓度
2、c(I)、乳化剂浓度c(E)、聚合温度T对St/BA微乳液共聚合反应的最大聚合速率Rmax和聚合物粘0.151.60-0.79均分子量MG的影响,测定了共聚单体的竞聚率,结果得到:RmaxWc(I)c(M)c(E)#-6549/T-0.310.47-0.472970/Te,MGWc(I)c(M)c(E)e;r(St)=3.93,r(BA)=0.28。关键词:微乳液聚合;苯乙烯;丙烯酸丁酯;聚合速率;竞聚率中图分类号:O635文献标识码:A[1]20世纪80年代初,Stoffer和Bone首先以微乳液为介质进行了微乳液聚合研究,从而开辟了高分子化学研究的一个新领域。由于微乳液
3、聚合体系稳定,聚合速率快,产物分子量高且分布均匀,聚合物乳胶粒细小均匀,在纳米材料、化学制药、食品工程、新型涂料等领域具有广阔的应用前景,因此国内外许多科学家开[2~9]展了微乳液聚合的研究。但目前的工作主要集中于苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等单体微乳液均聚合反应的聚合机理和聚合动力学研究上,而对微乳液共聚反应的研究较少。本研究以十二烷基硫酸钠(SDS)/十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂、水溶性的过硫酸钾(KPS)为引发剂进行苯乙烯/丙烯酸丁酯(St/BA)微乳液共聚合反应,考察微乳液共聚反应最大聚合速率Rmax和共聚物粘均分子量的主要影响因素,测定共聚单体的竞聚率。1实验部
4、分1.1主要试剂丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St),分析纯,由北京化学试剂公司提供,采用质量分数为5%的氢氧化钠水溶液充分洗涤、无水氯化钙干燥24h、减压蒸馏精制;十二烷基硫酸钠(SDS)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS),分析纯,由北京化学试剂公司提供;过硫酸钾(KPS),分析纯,经蒸馏水重结晶2次后,室温真空干燥备用。1.2微乳液聚合反应速率的测定将乳化剂(SDS/SDBS)、蒸馏水、苯乙烯/丙烯酸丁酯按一定比例混合,搅拌均匀即得到稳定透明的St/BA微乳液。将微乳液置于恒温水浴中恒温(温度控制在333K?0.5K),同时向微乳液中通氮气,30min后加入设计量的引发剂搅拌
5、均匀,然后迅速将微乳液倒入在恒温水浴中已经恒温的膨胀计(体积8.2mL)中密封并再置于超级恒温水浴中,记录膨胀计毛细管中液面高度的变化,根据毛细管液面高度的变化得到微乳液聚合速率。图1为典型的聚合速率-反应时间曲线。1.3共聚物粘均分子量MG的测定收稿日期:2003-09-29;修回日期:2004-05-15责任编辑:陈玉堂基金项目:河北省博士基金项目(00547001D-1);河北省自然科学基金项目(596248)作者简介:安静(1973-),女,河北石家庄人,讲师,硕士,主要从事功能高分子材料和混凝土外加剂研究。第3期安静等KPS引发苯乙烯/丙烯酸丁酯微乳液共聚合的研究
6、13首先用大量的甲醇沉淀淡蓝色透明或半透明的微胶乳,然后用甲醇充分洗涤沉淀产物,干燥后得到粗产品;用甲苯溶解粗产品,再用大量甲醇沉淀聚合产物,经充分洗涤、真空干燥至恒重;最后采用乌氏粘度计测[10]-50.72定St/BA共聚物的特性粘度[G],根据Mark-Houwink公式[G]=1.15@10MG计算共聚物粘均分子量。1.4共聚单体竞聚率的测定采用傅立叶红外光谱仪Bio-Rad135FTIR测定不同比例的聚苯乙烯和聚丙烯酸丁酯混合物的红外光谱,-1得到红外光谱图中苯环C-H键特征吸收峰(波数在695cm)面积A1和酯基特征吸收峰(波数在1737-1cm)面积A2,以共
7、混物中苯乙烯结构单元的摩尔分数为横坐标、特征峰面积比A1/A2为纵坐标绘制工作曲线。测定共聚物的红外光谱并结合工作曲线,可以得到共聚物的化学组成。利用Yezrielev-Brokhina-Roskin[11]法(YBR法)处理实验数据得到St/BA微乳液聚合反应中共聚单体的竞聚率。2结果与讨论2.1c(M)对Rmax和MG的影响1.600.47由图2可以得到RmaxWc(M),MGWc(M),表明随着单体浓度的增大,最大聚合速率和共聚物粘均分子量增大。这可能是由于随着单体浓度的增大,微乳液聚合体系中增溶单体的胶束和
