【摘 要】
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高内相乳液(high internal phase emulsion,HIPE)又称为超浓乳液,是指分散相体积分数在74.05%以上的一类乳液,利用高内相乳液可以简单且高效地制备出聚合物多孔材料。本论文
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高内相乳液(high internal phase emulsion,HIPE)又称为超浓乳液,是指分散相体积分数在74.05%以上的一类乳液,利用高内相乳液可以简单且高效地制备出聚合物多孔材料。本论文主要通过正相高内相乳液模板法制备丙烯酸基多孔高分子材料,这种高分子材料不仅具有高吸水性的聚合物网络,而且其孔洞结构增加了其溶胀和吸附的速率,使材料可以迅速地吸附水溶液中的各种污染物(如农药、染料、金属离子等),这也使得它在农业、环境、医疗、食品等领域有更多更好的应用。基于上述优点,开展了以下工作:1、制备以丙烯酸为反应单体的正相高内相乳液,利用氧化还原引发,合成以丙烯酸为主体的聚合物多孔材料。使用扫描电镜观察其孔洞结构,并测试其吸水和吸附亚甲基蓝染料的能力;此外,通过改变体系的内相体积、单体配比、表面活性剂类型、交联剂比例等条件,合成一系列聚合物,探究这些反应条件对产物结构和性能的影响。由于正相高内相乳液的外相是水,而水的流动性比一般的油类物质要强,所以会导致正相高内相乳液的热稳定性较差,本论文使用了过硫酸铵和四甲基乙二胺(TEMED)来氧化还原引发聚合,这可以使聚合温度由一般的70℃到80℃降到50℃左右,有利于保持乳液的稳定和材料的孔洞结构。2、丙烯酸是辐射交联型单体,可以采用辐射引发丙烯酸单体聚合及交联,该反应可在室温下进行,不需要加热,这对热稳定性较差的正相高内相乳液极为有利。因此本论文采用辐射引发,通过扫描电镜观察其孔洞结构,与化学引发比较,可以得到孔洞更加均匀的材料。通过测试其吸水和吸附亚甲基蓝的能力,发现此方法获得的产物在中性和弱碱性条件下吸附性能最好。辐射聚合48 h(吸收剂量为151.2 kGy)的样品RX-2在250 mg/L亚甲基蓝溶液中,每克可吸附高达1175.9 mg的亚甲基蓝;辐射聚合8 h(吸收剂量为25.2 kGy)的样品RX-7,其饱和吸水溶胀后的质量可达原来的近120倍。
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