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近年来,随着活性自由基聚合技术的发展,为合成分子量可控且分子量分布窄的两亲性嵌段共聚物提供了很大的方便。其中可逆加成-断裂链转移(RAFT)自由基聚合具有单体适用范围广、条件温和、不受聚合方法限制等优点,因此成为人们研究的热点。两亲性嵌段共聚物在水中能够自组装形成胶束,在乳液聚合中可代替小分子乳化剂,两亲性嵌段共聚物为乳胶粒提供空间位阻效应和静电效应从而使其稳定,避免了使用小分子乳化剂对乳液及其膜的性能造成的不利影响。所以研究两亲性嵌段共聚物作为乳化剂用于乳液聚合具有十分重要的意义。本论文合成了两种以聚丙烯酸为亲水性嵌段的两亲性嵌段共聚物,对其结构进行了表征,并对其性能及作为乳化剂在乳液聚合中的应用进行了研究。具体研究结果简述如下。以2-{[(十二烷基硫基)硫代甲酰基]硫烷基}琥珀酸(DCTSS)为链转移剂,采用RAFT聚合合成了聚丙烯酸(PAA),用FT-IR、1H-NMR和GPC对其结构进行了表征。聚合动力学曲线呈线性,为一级反应,转化率随时间增加而增加,具有活性聚合的特征,得到的PAA分子量分布小于1.37。在一定范围内n(V501):n(CTA)比值对PAA的分子量及分子量分布影响不大;随着n(AA):n(CTA)比值的增加,PAA的分子量线性增加。采用RAFT聚合对PAA进行扩链,得到聚丙烯酸-b-聚苯乙烯(PAA-b-PS)两亲性嵌段共聚物,用FT-IR、1H-NMR和GPC对其结构进行了表征。改变n(V501):n(PAA-RAFT)和n(St):n(PAA-RAFT)的值得到了PDI在1.07-1.23的PAA-b-PS,表明聚合过程的可控性。PAA-b-PS在水溶液中的性能研究结果表明:当n(V501):n(CTA)=0.2、n(AA):n(CTA)=20、 n(V501):n(PAA-RAFT)=0.1、 n(St):n(PAA-RAFT)=20时得到的嵌段共聚物乳化性最好,远高于小分子表面活性剂SDS、 SDBS和MS-1的乳化性,同时其起泡性和泡沫稳定性较低;其临界胶束浓度约为2.940×10(-40g/mL,低于SDBS的CMC=3.240×10-3g/mL,表面张力最低可降至39.89mN·m-1,但其降低表面张力的能力不如SDBS;表面张力随着碱浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。将乳化性最佳条件下制备的PAA-b-PS作为乳化剂,用于苯丙乳液聚合,研究各因素对乳液及膜性能的影响,用FT-IR、1H-NMR、 DLS和TEM对其进行了表征。结果表明:当NaHCO3用量为0.55%,APS用量为0.8%,PAA-b-PS用量为4%,n(AA):n(CTA)=20:1,n(St):n(PAA-RAFT)=20:1,m(BA):m(St)=60:40时得到的乳液最稳定;TEM结果表明,乳胶粒子呈规则球形,平均粒径90nm左右,且分布较窄,与DLS所测结果较吻合。采用RAFT聚合对PAA进行扩链,得到聚丙烯酸-b-聚丙烯酸六氟丁酯(PAA-b-PHFBA)含氟两亲性嵌段共聚物,用FT-IR、1H-NMR和GPC对其结构进行了表征。改变n(V501):n(PAA-RAFT)和n(HFBA):n(PAA-RAFT)的值得到了PDI在1.16-1.47的PAA-b-PHFBA,表明聚合过程的可控性。PAA-b-PHFBA在水溶液中的性能研究结果表明:当n(AA):n(CTA)=30、n(V501):n(CTA)=0.15、n(HFBA):n(PAA-RAFT)=15、 n(V501):n(PAA-RAFT)=0.1时得到的嵌段共聚物乳化性最好,远高于小分子表面活性剂SDS、SDBS和MS-1的乳化性,而其起泡性和泡沫稳定性较差;其临界胶束浓度约为1.35×10-4g/mL,低于SDBS的CMC=3.240×10-3g/mL,表面张力最低可降至24.91mN·m-1,降低表面张力的能力与SDBS相当;表面张力随着碱浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。将乳化性最佳条件下制备的PAA-b-PHFBA作为乳化剂,用于含氟聚丙烯酸酯乳液聚合,研究各因素对乳液及膜性能的影响。结果表明:当APS用量为1.2%,PAA-b-PHFBA用量为4%,HFBA用量为10%,m(BA):m(MMA)=7:3时,制备的乳液及其膜性能最佳;当HFBA用量为10%时接触角最大达96.8°;TGA结果表明,随着含氟单体用量的增加,乳胶膜的耐热温度增加,热稳定性增强;采用PAA-b-PHFBA作乳化剂制备的乳液与DNS-86作乳化剂相比,其乳胶膜具有更优异的疏水性、表面性能及热稳定性;TEM结果表明该乳液平均粒径为80nm,粒径分布窄,并且具有核壳结构;XPS和接触角测试结果表明,膜-空气界面的氟元素含量高于膜-玻璃界面的氟元素含量,且在成膜过程中氟原子会向膜表面迁移。提出了核壳粒子形成机理模型。