论文部分内容阅读
微乳液是水和油在表面活性物质作用下自发形成的均一透明、稳定的分散体系，采用反相及双连续微乳液聚合法制备多孔材料已引起人们的关注。本文对MMA-BA混合单体微乳液聚合制备透明多孔聚合物材料进行了研究，并对反相微乳液渗滤体系聚合动力学作了考察。首先讨论了微乳液体系的相行为，绘制了MMA-BA/助乳化剂/SDS-H2O拟三元相图。研究表明，丙烯酸(AA)和正戊醇都可以作为助乳化剂，配合SDS形成稳定的单相微乳液。微乳液在转相过程中均出现了明显的电导渗滤现象，渗滤域值随体系中助乳化剂的类型和含量而变。正戊醇对体系的渗滤起到阻碍作用，而丙烯酸则对渗滤起到促进作用。从拟三元相图还可以看出，以丙烯酸为助乳化剂时，微乳液单相区域面积较大；而以正戊醇为助乳化剂时，单相微乳液在相转变过程中出现液晶区。按照相图配制相应的微乳液体系，从引发体系入手，讨论了微乳液稳定聚合的工艺条件。研究发现，以正戊醇为助乳化剂，微乳液体系在聚合过程中会发生严重的相分离，而以丙烯酸为助乳化剂时，微乳液聚合能够稳定进行。对于MMA-BA/AA/SDS-H2O反相微乳液渗滤体系，采用AIBN为引发剂，55℃下聚合3h可以得到透明的聚合产物；对于其双连续微乳液体系，采用高锰酸钾-草酸氧化还原引发体系，在45℃下可快速聚合，形成透明的聚合物凝胶。以AIBN为引发剂，对MMA-BA/AA/SDS/H2O反相微乳液渗滤体系的聚合动力学进行了研究，考察了引发剂、乳化剂、助乳化剂、水相等因素的含量及反应温度对转化率为5%时聚合速率的影响，得到如下动力学关系：dC/dt∝[AIBN]0.89[SDS]-0.5[AA]1.3[W] 0.16式中，聚合速率与引发剂浓度的关系指数为0.89，表明链终止过程中单基终止占相当比重；聚合速率对乳化剂浓度呈负指数关系，这可能是乳化剂参与了链转移反应；AA则以其高效的助乳化及桥联作用而在微乳液聚合中影响突出。此外，该聚合体系对温度较为敏感，聚合反应总活化能为114kJ/mol。在微乳液稳定聚合的基础上，借助环境扫描电镜及热重分析，考察了微乳液聚合体系中水相质量百分率、助乳化剂含量、引发剂浓度、交联剂浓度及聚合物后处理方法对聚合产物微孔形态的影响。结果表明，微乳液聚合产物形态与初始微乳液具有一定的对应性。反相微乳液渗滤体系聚合后得到的是闭孔型<WP=3>聚合物材料，部分孔洞已开始破裂、连通；双连续微乳液聚合后则得到开孔型聚合物凝胶。此外，聚合过程中及聚合后处理中都发生了相分离。最后，对进一步深入开展微乳液聚合制备结构可控多孔聚合物材料的研究提出了自己的看法。