超临界CO2中马来酸酐-乙烯基烷基醚共聚物的制备及其应用

摘要

乙烯基烷基醚(AVE)可以与马来酸酐(MA)共聚形成各种不同用途的聚合物，用其合成的水溶性聚合物具有良好的化学稳定性、粘合性、保水性、凝聚性、成膜性等，而且这类聚合物是对人体无害的，所以广泛应用到各个领域。例如，AVE聚合物经常被用作吻合术的粘合剂、药物的包衣剂等在医药领域广泛使用；AVE聚合物也可以用作水溶性材料的增稠剂、表面活性剂、美容品的添加剂、清洁剂的有效组分等应用到化工领域。MA/AVE共聚物的合成始于1950年左右，其合成工艺路线中总是不可避免的大量使用有机溶剂，比如，甲苯。这些有机溶剂的大量使用使得环境污染比较大，而且产物后处理比较麻烦，最终产品中不可避免的要残留一些有机溶剂，从而影响产品的使用。
　　 本文以超临界CO2为反应介质替代有机溶剂进行马来酸酐和乙烯基烷基醚的聚合，制备出具有交替结构的马来酸酐/乙烯基乙醚共聚物。研究了聚合条件对聚合反应的影响，并对制备的马来酸酐/乙烯基乙醚交替共聚物的性能进行了研究。以傅立叶红外和核磁共振仪对产物的结构进行了表征，证明该聚合物具有交替共聚的结构；以凝胶色谱仪对聚合物的分子量进行了测试，结果表明，以超临界CO2为介质制备的马来酸酐/乙基乙醚的聚合物的分子量要比以有机溶剂为反应介质制备的聚合物的分子量要大；以Pryris Diamond TG/DTA测试仪对聚合物的热性能进行了测试，玻璃化转变温度为150℃左右，热降解温度为251℃。
　　 同样我们以超临界CO2为介质，在其中进行马来酸酐、苯乙烯、乙烯基乙醚的三元共聚反应。研究了聚合条件对聚合反应的影响，并对制备的马来酸酐/乙烯基乙醚交替共聚物的性能进行了研究。实验证明，在马来酸酐、苯乙烯、乙烯基乙醚的三元体系中，苯乙烯的活性要比乙烯基乙醚要高，其先于乙烯基乙醚和马来酸酐反应。以傅立叶红外和核磁共振仪对产物的结构进行了表征，证明该聚合物中是马来酸酐/苯乙烯和马来酸酐/乙烯基乙醚的结构；以Pryris Diamond TG/DTA测试仪对聚合物的热性能进行了测试，玻璃化转变温度为154℃左右，热降解温度为270℃。
　　 最后我们以先前合成的马来酸酐/乙烯基乙醚共聚物为基质进行了水解开环，制备出缔合型水性涂料增稠剂。并研究了温度、pH等对增稠剂黏度和透光率的影响，从而选出增稠性能最好的增稠剂。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 马来酸酐／乙烯基烷基醚共聚物

1．1．1 共聚反应的理论基础

1．1．2 MA／AVE共聚物的合成路线的发展

1．2 马来酸酐／乙烯基烷基醚聚合物的应用

1．3 本课题的目的和意义及研究内容

1．3．1 本课题提出的目的和意义

1．3．2 本课题的研究内容

第二章 超临界CO2中MA和EVE交替共聚物的合成

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 原料与试剂

2．2．2 实验装置

2．2．3 超临界CO2中MA和EVE的共聚

2．2．4 共聚物的表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 聚合条件的选择

2．3．2 单体配比对聚合反应的影响

2．3．3 反应时间对聚合反应的影响

2．3．4 反应温度对聚合反应的影响

2．3．5 引发剂浓度对聚合反应的影响

2．3．6 MA／EVE共聚物的红外光谱分析

2．3．7 MA／EVE共聚物的碳谱分析

2．3．8 MA／EVE共聚合的竟聚率

2．3．9 MA／EVE共聚物的分子量

2．3．10 MA／EVE共聚物的热力学分析

2．3．11 MA／EVE聚合物的溶解性

2．3．12 MA／EVE共聚物共聚机理分析

2．4 本章小结

第三章 超临界CO2中马来酸酐／苯乙烯／乙烯基乙醚共聚物的合成及表征

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 原料与试剂

3．2．2 实验装置

3．2．3 超临界CO2中MA／St／EVE的聚合

3．2．4 聚合物的处理和表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 聚合条件的选择

3．3．2 时间对聚合反应的影响

3．3．3 苯乙烯的加入量对聚合反应的影响

3．3．4 引发剂用量对聚合反应的影响

3．3．5 引发剂用量和聚合物特性粘度的关系

3．3．6 苯乙烯加入量与聚合物特性粘度之间的关系

3．3．7 聚合压力的变化与反应进程的关系

3．3．8 反应压力对聚合反应的影响

3．3．9 MA／St／EVE共聚物的红外光谱分析

3．3．10 MA／St／EVE共聚物的核磁分析

3．3．11 MA／St／EVE共聚物的热力学分析

3．3．12 MA／St／EVE共聚物的聚合机理研究

3．4 本章小结

第四章 马来酸酐／乙烯基烷基醚增稠剂的制备及测试

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 原料与试剂

4．2．2 实验仪器

4．2．3 MA／EVE聚合物制备增稠剂

4．2．3 产物性能测试

4．3 结果和讨论

4．3．1 MA／EVE增稠剂的基本性能

4．3．2 pH值变化对MA／EVE增稠剂透光率的影响

4．3．3 pH值变化对MA／EVE增稠剂运动粘度的影响

4．3．4 温度变化对MA／EVE增稠剂运动粘度的影响

4．3．5 MA／EVE增稠剂的流变性测试

4．3．6 MA／EVE增稠剂耐电解质性能测试

4．4 结论

第五章 结论与展望

参考文献

致谢

附录