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近年来,石化资源的储存量正在逐渐下降,以天然资源取代石化资源的研究有着重要的意义。本文以天然产物松香为主要原料,通过简单改性制备出三种不同的松香基大分子单体,分别通过溶液聚合和悬浮聚合制备出松香基大分子单体.苯乙烯共聚物和松香基大分子单体.甲基丙烯酸甲酯共聚物,以期为松香的深度开发和减少石化资源的使用奠定基础,主要研究内容和结果如下:
(1)以松香(Rosin)与甲基丙烯酸-β-羟乙酯(HEMA)合成的酯化物(RH)为一元大分子单体,通过溶液聚合制备了自聚物、RH与苯乙烯(St)共聚物,用红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)表征了产物的分子结构,用综合热分析仪(TGA)表征了产物的热稳定性,用DSC表征了产物的玻璃化转变温度。结果表明:松香HEMA酯的自聚反应较难进行,过氧化苯甲酰是其自聚反应较好的引发剂,红外光谱和氢谱分析表明合成了松香HEMA酯自聚物。松香HEMA酯与苯乙烯(St)可以进行共聚反应,偶氮二异丁腈是共聚反应较好的引发剂,红外光谱和氢谱分析表明合成了松香HEMA酯与苯乙烯(St)的共聚物,共聚物的分子量、热稳定性、玻璃化转变温度随苯乙烯的用量的增加而增加。
(2)以丙烯酸松香加成物(RA)与甲基丙烯酸-β-羟乙酯的酯化物(RAH)为二元大分子单体,采用溶液聚合法制备了苯乙烯与RAH的共聚物。通过正交实验法研究了反应条件对RAH与苯乙烯共聚反应的影响,对正交实验的结果分析得出:在反应温度为105'℃下,RAH与苯乙烯的质量比为1:2,引发剂的用量为单体质量的1.5%,反应时间为8小时时,单体转化率最高(为85%);原料配比对共聚反应的影响最为显著,其次是反应温度和引发剂用量,反应时间的影响最小。通过红外光谱分析和核磁共振图谱分析表明成功合成了RAH与苯乙烯的共聚物,热重分析表明产物的热稳定性随单体中RAH比例的增加而增加。
(3)以马来酸酐松香加成物(MR)与甲基丙烯酸-β-羟乙酯的酯化物(MRH)为三元大分子单体,采用溶液聚合分别制备了苯乙烯与MRH的共聚物、甲基丙烯酸甲酯与MRH的共聚物。分别用红外光谱(IR)和核磁共振氢谱(1HNMR)表征了产物的分子结构,用综合热分析仪(TGA)表征了产物的热稳定性。结果表明:MRH可以与苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯共聚。当MRH用量加大时,分子交联度加大生成交联聚合物,聚合物的热性能也随之增加。
(4)以松香与甲基丙烯酸-β-羟乙酯合成的酯化物(RH)为一元大分子单体,通过悬浮聚合法制备了RH与苯乙烯(St)共聚物,通过正交实验法研究了反应条件对RH-苯乙烯共聚微球的影响,用红外光谱(IR)表征了产物的分子结构,用综合热分析仪(TGA)表征了产物的热稳定性。对正交实验的结果分析得出:对共聚物微球性能影响最大的是原料配比,其次是致孔剂用量、分散剂的用量和搅拌速度。在最佳条件下制备的聚合物微球粒径可至76μm,分散系数可至1.27。热重分析结果表明,增加苯乙烯和DVB的用量均可以在一定程度上提高聚合物微球的初始分解温度,但是增加松香HEMA酯化物的用量,由于松香稠环结构的作用,会在一定程度上减缓聚合物微球的热分解速率,通过光学显微镜和SEM对聚合物微球的表面形貌进行观察可以看到,在添加较多量的致孔剂时会在聚合微球表面形成孔径2~4μm的开孔结构,而抽提等工艺对孔的形成和影响较小。