有机介质中沉淀聚合制备聚丙烯酸微凝胶及其性能.pdf

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1、第28卷第6期高分子材料科学与工程Vlo1．28。No．62012年6月POLYMERLATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGJun．2012有机介质中沉淀聚合制备聚丙烯酸微凝胶及其性能王飞俊，邵自强，杨萌，王文俊，李永红(北京理工大学材料学院，北京100081)摘要：选用不同有机溶剂体系为分散介质，通过丙烯酸的沉淀聚合制备了聚丙烯酸(PAA)微凝胶，并用扫描电镜(SEM)、流变仪和紫外分光光度计对其性能进行了测试。结果表明，环己烷是合适的溶剂；R微凝胶的pH值在质量分数为0．7％时最低；微凝胶水溶液为假塑性流

2、体，黏度不随温度而变化，且pH为7时，溶液黏度最大，此时，PAA已从微凝胶转变成宏观凝胶；交联程度越高，黏度随pH变化越大。关键词：聚丙烯酸；微凝胶；分散介质；刺激响应性；流变性中图分类号：0636．11文献标识码：A文章编号：1000．7555(2012)06—0151—04微凝胶是能在良溶剂中溶胀或因静电力而溶胀的醇：均为分析纯；烯丙基异戊四醇醚(E)：取代度为网状聚合物胶体。微凝胶有许多特殊的性能，如通过3；偶氮二异丁腈(AIBN)：重结晶提纯。改变pH、温度、离子浓度、溶剂等条件可轻易改变其物1．2PAA微凝胶合成理和化学

3、性质。微凝胶尺寸、化学性质的原位控制更在装有回流管、搅拌器的三口烧瓶中，按一定比例使得它在免疫传感、药物缓控释及组织工程等领域有加入丙烯酸、溶剂，搅拌均匀，通氮气除氧30min。升极其重要的应用价值u~4J。温至50℃，加入引发剂AIBN，滴加一定量的交联剂聚丙烯酸(PAA)微凝胶的分子链上有大量的APE，反应6h，反应过程中全程通氮气保护。待料液一C()oH基团，具有良好的水溶性和pH敏感性，可在降至室温后抽滤，用溶剂洗涤3次以除去未反应单体，生物工程、药物输送、化学分离等方面得到应用[~7]。然后50℃真空干燥2h。单体丙烯酸

4、的聚合活性极高，其聚合是个强的放热反1．3测试与分析应，需分散在合适的溶剂中进行以防爆聚。但是PAA1．3．1分子量的测定：以聚苯乙烯为标样，水为流动在常用极性溶剂中有良好的溶解性，易形成氢键产生相，固定体积流量为0．6mL／min，采用Agilent1100分子聚集而形成宏观交联物，导致PAA微凝胶的制备型GPC(AgilentTechnologies，USA)仪测定P从分子较为困难。章志兴等l8J通过光引发聚合得到聚丙烯量。酸微凝胶，Romack等J以超临界co2为介质采用沉1．3．2扫描电镜形貌观察：将PAA微凝胶超声分散淀

5、聚合法制备了微凝胶，Jabbari等【10J用了射线于正己烷溶剂中，滴于锡箔纸上，自然晾干，溅射喷金于表面，用JSM一56O0LV扫描电镜在10kV的加速电辐射聚合制备了PAA。压下观察其表面形态。本论文通过丙烯酸聚合过程的有机介质筛选，研1．3．3酸度值分析：采用上海精密科学仪器有限公司究溶剂对PAA形态结构的影响，分析PAA微凝胶体zDJ-4A型自动电位滴定仪测量其pH值随浓度的变系的流变性，以及黏度随温度、pH值的变化规律。化。1实验部分1．3．4流变性分析：采用AntonPaarphysicaMCR1．1原料与试剂301智

6、能型流变仪(AntonPaarGmbH，Austria)，测试丙烯酸(AA)、乙酸乙酯、环己烷、正己烷、丙酮、乙温度为25℃。收稿I]期：2011．07．叭通讯联系人：王飞俊，主要从事功能高分子研究，Email：wal1gfj@bit．edu．crl第6期王飞俊等：有机介质中沉淀聚合制备聚丙烯酸微凝胶及其性能Na增多，屏蔽了一(3O0一间的静电斥力，分子尺寸变近，分别为32000mPa·s和33130mPa·s。而样品C小，黏度降低。PAA微凝胶的透光率变化也说明了这所用交联剂为1．2％，黏度随pH值变化剧烈，中和前一问题(见Fi

7、g．7)，当pH小于6时，透光率随着pH值其黏度值较样品A、B微凝胶小，中和后其黏度极值为的增大而急剧增大，当pH值大于6时透光率增加缓75200mPa·s，超过了样品A、B微凝胶的两倍。这与慢，当pH值为7时透光率达到最大，当pH值超过7，PAA微凝胶在水中的溶解度有关，交联度高，溶解度透光率开始下降。下降。pH值低时，分子中是离解度低的一oo0H，溶交联度对PAA微凝胶的pH敏感性也有影响。解度低；pH值升高，一COOH转变为一COO—Na，溶样品A、B分子量不同但交联剂用量均为0．8％(质量·解度增大，黏度升高。分数)，黏度

8、随pH值变化趋势相似，并且黏度极值相10004．4l200080090003l86006000400皇3．2P3000200POO2．6O．0O．30．60．90．OO．30．60．9W(PAA)(％)W(PAA)(％)Fig．2CurveofpH