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桐油是我国的特产资源,但我国的桐油利用水平比较低,本课题的研究将为这些资源开辟新的应用,支持林业经济的发展。 在前期的工作中发现,桐油/苯乙烯乳液共聚很难用引发剂引发的常规乳液聚合方法进行。所以,本研究提出了两种新型的乳液聚合方法,分别是桐油氧化-引发苯乙烯-桐油乳液共聚(不加引发剂)及苯乙烯(St)/桐油基双马来酸半酯(以下简称TOMG/MA)无皂乳液共聚(不加乳化剂)。 1.桐油氧化-引发苯乙烯-桐油乳液共聚:利用桐油在空气中氧化自聚的特性,不但引发自身的聚合,还带动与苯乙烯的共聚,合成天然产物与人工单体的共聚物。这里,氧气既是引发剂又是阻聚剂,采用现代分析手段对产物结构进行了表征,并根据实验结果计算出两种单体桐油和苯乙烯的竞聚率及共聚物组成,其中γ_A=2.16,γ_B=6,探讨了这种特殊的自由基聚合反应机理。其合成机理完全不同于引发剂引发的聚合机理。该机理是桐油在空气中氧气的作用下,产生过氧化物(1,4-过氧化环或过氧化氢),然后引发桐油-苯乙烯共聚,以桐油分子来看,加聚方式主要以1,4加成方式为主。此外,还研究了各反应因素对反应过程的影响(如催干剂、乳化剂等),结果发现:环烷酸钴是最好的催干剂,最佳用量为0.1%;十二烷基硫酸钠与OP-10复配使用,乳化效果最好,最佳比例为1∶2。 2.苯乙烯/桐油基双马来酸半酯(桐油衍生物)无皂乳液聚合P(St/(TOMG/MA)):首先在一定的反应条件下,桐油与甘油发生酯交换反应,得到甘油—酸酯(以下简称TOMG),然后再与马来酸酐发生酯化反应,制备桐油基双马来酸半酯(TOMG/MA),文中以红外谱图、核磁共振氢谱图表征了产物的结构,证实了这种产物的存在;然后,以TOMG/MA为单体,合成了[P(TOMG/MANa)]低聚物,并以此为乳化剂,采用预乳化种子乳液聚合的方法,合成了P(St/(TOMG/MA))新型无皂共聚乳液。本文具体考察了不同的乳液聚合工艺条件(如引发剂浓度、齐聚物用量、加料方式、单体配比、聚合温度等)对乳液性能的影响。并确定了最佳反应工艺条件为:齐聚物P(TOMG/MANa)用量为4—5%最佳;控制种子乳液用量为20%-30%;引发剂