论文部分内容阅读
β-环糊精(β-CD)含有7个葡萄糖单元,像一个中空截顶的圆锥体。空腔内侧由两圈氢原子及一圈糖苷键的氧原子处于C-H键的屏蔽之下,具有疏水性;而在外侧由于羟基聚集具有亲水性。它被广泛用于医药、农业、化工等行业。由乙醛和甲醛经羟醛缩合而成的季戊四醇(PER),属于较常见的新戊基结构四元醇。它由于含有较多的羟基而被用于高分子聚合、涂料、热稳定剂等行业。p-CD和PER是合成星形聚合物非常好的原材料。星形聚合物由于其独特的结构,它被广泛应用于工业、涂料、絮凝剂等领域,因此合成新的星形聚合物及其应用尤其在絮凝剂领域备受关注。根据近年来国内外对高分子絮凝材料的理论与应用研究,结果显示絮凝效果与聚合物的结构关系比较密切,因此本研究设计以β-CD、PER为核的星形聚合物。首先β-CD、PER被2-溴异丁酰溴酰化合成以β-CD、PER为核的引发剂。然后以丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为共聚单体,溴异酰化p-环糊精(Br-β-CD)/溴异酰化季戊四醇(Br-PER)为引发剂,2,2’-联吡啶(bpy)为配位剂和CuBr为催化剂,采用原子转移自由基聚合(ATRP)技术合成星形聚合物。以AM和DMAEMA共聚合成星形聚合物尚无报道,为星形聚合物的合成提供新的途径。同时这种星形聚合物有望在絮凝吸附领域获得更多有意义的结果。主要进行的研究如下:1、在以Br-β-CD/Br-PER为引发剂,bpy为配位剂和CuBr为催化剂,在相同温度和反应时间下,以不同摩尔比的AM与DMAEMA、不同摩尔比的bpy和CuBr合成星形聚合物。通过红外光谱、核磁氢谱、热重、差式扫描量热分析、Zeta电位测定等手段对引发剂、星形聚合物的结构进行了表征。通过测试聚合物的粘均分子量,结果表明:反应温度为80℃,bpy与CuBr摩尔比一定时,聚合物的粘均分子量随着DMAEMA与Br-β-CD/Br-PER摩尔比增加而升高;在DMAEME与Br-β-CD/Br-PER一定时,粘均分子量随着bpy与CuBr,孽尔比的增加而升高。2、以合成的星形聚合物和碱性白土复配而得到改性剂,并作为絮凝吸附剂应用于以下两个体系:(1)去除溶液中的六价铬,通过实验确定了吸附的最佳工艺条件:a、以p-CD为核的星形聚合物和碱性白土复配的改性剂,当用量为0.1172g、浓度为0.2289g星形聚合物/g碱性白土、时间为16h、pH为3-5,吸附率由以碱性白土为吸附剂的15%提高到以改性剂为吸附剂的57%;b、以PER为核的星形聚合物和碱性白土复配的改性剂,用量为0.1254g、浓度为0.2451g星形聚合物/g喊性白土、时间为20h、pH为3-5,吸附率由以碱性白土为吸附剂的15%提高以改性剂为吸附剂的52%;(2)去除溶液中的苯酚,通过实验确定了吸附的最佳工艺条件:a、以p-CD为核的星形聚合物和碱性白土复配的改性剂,用量为0.1265g、浓度为0.2178g星形聚合物/g碱性白土、时间为16h、pH约为8,吸附率为58%;b、以PER为核的星形聚合物和碱性白土复配的改性剂,用量为0.1361g、浓度为0.2367g星形聚合物/g碱性白土、时间为20h、pH约为8,吸附率为52%。