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传统的高分子聚合多为使用有机溶剂的溶液聚合,容易造成过程中的环境污染及产品中的有害物质残留。环糊精可以提高疏水单体在水中的溶解性能和反应活性,实现水相中的聚合,是一种绿色化学方法。本文选用苯乙烯(St)为疏水单体,丙烯酸(AA)为亲水单体,研究任意甲基化的β-环糊精(RAMEB)辅助下的疏水单体的水相均聚,以及亲疏水单体的水相共聚方法。
通过等量间歇法和半连续法成功实现了苯乙烯的水相聚合,并结合HPLC、TLC、紫外-可见分光光度计等分析手段表征了环糊精与苯乙烯的包合过程。使用无水甲醇沉淀及洗涤可成功将RAMEB从产物中分离出来,得到循环再利用。而在半连续法中,结合DLS及乌氏粘度计测试发现,只需要加入极少量的RAMEB(单体摩尔百分比1%,2%,4%)即可实现可控制的PS水相聚合,通过改变RAMEB的加入量,可以影响PS产物的分子量(8.2-6.1×104)及聚合物乳液的粒径和分布。
通过间歇法及半连续法成功实现了苯乙烯-丙烯酸共聚物(P(St-co-AA))的水相聚合。因间歇法的产品中带有难以除去的RAMEB,尝试半连续法合成的研究,使用极少量的RAMEB就能在水相中得到P(St-co-AA)聚合物,并采用FT IR、1H NMR、索氏提取器、GPC、乌氏粘度计等手段证实了共聚物的生成,并测定其组成及分子量。发现产物的组成和分子量可控:同样的反应条件下,产物中的苯乙烯基团比例与RAMEB加入量和原料中苯乙烯单体比例呈正相关;而产物的分子量则随着苯乙烯单体的加入量增加而增加,随RAMEB加入量的增加而减少。