论文部分内容阅读
本文由聚乙烯醇(PVA)制备不饱和大单体PVAM,然后采用反相乳液聚合法制备PVA基微凝胶载体,分别对α-淀粉酶、纳米TiO2以及纳米Fe3O4和TiO2混合物进行包载,得到了具有催化功能的PVA基微凝胶,并考察了PVA分子量和PVAM浓度对微凝胶的结构及其性能的影响。另一方面,采用两种不同的聚合方法制备了PVA基侧链液晶高分子,并对其性能进行了初步的研究。得到了如下结果:1、首先,通过RAFT聚合制备了分子量可控的PVA;接着,PVA与马来酸酐(MA)发生酯化反应,制备了含有大量双键和羧基的不饱和大单体PVAM,然后以丙烯酸(AA)为交联剂,采用反相乳液聚合法制备了载α-淀粉酶微凝胶。通过GPC、FTIR、TGA、XRD、SEM等手段对中间体和产物的结构进行了表征。此外,通过改变PVA分子量和PVAM反应浓度,对载酶微凝胶的结构和性能进行了调控。结果表明:随着聚乙烯醇分子量的增大,碳碳双键含量增加,载酶微凝胶的粒径减小,溶胀率、包载率、催化淀粉降解能力逐渐增大;随着PVAM反应浓度增加,载酶微凝胶粒径增加,溶胀率增加,包载率和催化淀粉降解能力降低。2、在PVAM与AA自由基聚合过程中加入纳米TiO2,得到PVA基载纳米TiO2微凝胶,探讨其光催化降解有机污染物的功能。通过对甲基橙光催化降解性能的测试,得出结论:随着PVA分子量增大,微凝胶对TiO2的包载率也增加,光催化降解效率也增大,当PVA的前驱PVAc数均分子量为85600g/mol时,微凝胶对纳米TiO2包载率为29.79%;催化剂存在下、用30W紫外灯光照射3h,甲基橙的降解率达到80.5%。制备的微凝胶呈颗粒状,能进行回收、重复使用;相比于初次,第4次重复使用时甲基橙降解率仅降低7%。3、在PVAM与AA聚合过程中加入纳米Fe3O4和TiO2混合物,制得一种具有磁性能降解有机污染物的光催化剂。通过对甲基橙光催化降解性能的测试,得出结论:随着PVA分子量增大,微凝胶对混合物的包载率也增加,同时光催化降解能力也增大,当PVA的前驱PVAc数均分子量为86500g/mol时,对混合物包载率为34.47%;催化剂存在下、用30W紫外光照射3.5h,甲基橙的降解率达到84.4%。相对于单独包载TiO2纳米粒子的微凝胶,包载混合物的微凝胶具有磁性,较易于回收;第3次重复使用时,甲基橙降解率仅比初次使用降低8%。4、利用硫醇-烯Click化学和断裂链转移可控聚合(RAFT)两种不同途径,将偶氮液晶基元(AHAB)引入PVA分子链上,得到PVA基液晶高分子。偏光显微镜(POM)观察表明,硫醇-烯Click法制备的液晶聚合物为近晶相,RAFT聚合法制备的为向列相。另外,通过改变PVA的分子量,对PVA基液晶聚合物进行调控,结果表明,加入0.1gCTA所得PVA制备的液晶聚合物,具有较高的结晶度。总之,本文成功地制备了具有催化、液晶两种特性的PVA基功能高分子材料,并初步实现了对其结构和性能的调控,使结构简单、价廉易得的聚乙烯醇具备了优异的功能,赋予潜在的价值。