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以聚乙二醇单甲醚(MPEG)和长链脂肪醇为侧链的梳型两亲聚合物,因其独特性质和应用前景引起了人们的广泛关注。本论文通过改进主链接枝法的制备工艺,采用“一釜”法制备了梳型两亲聚合物聚(苯乙烯-co-马来酸酐)-g-(聚乙二醇单甲醚)(A)、聚(苯乙烯-co-马来酸酐)-g-C12H25OH(B)和聚(苯乙烯-co-马来酸酐)-g-(聚乙二醇单甲醚+C12H25OH)(C),并对其性能进行了初步的研究。
用St和MA为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,四氢呋喃(THF)为溶剂,在单体投料比为n(MA):n(st)=1:1、反应温度为65℃、反应时间为6 h、THF用量为45 mL、AIBN用量为0.5%(以相对于MA和St的质量百分数计)的优化工艺条件下,制备出了分子量适中且MA摩尔含量较高的苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)。
在接枝反应中同样以THF为溶剂,通过酯化反应在SMA上接枝MPEG和/或十二醇,采用“一釜”法制备出了三种目标产物。通过对比实验选择对甲苯磺酸(PTSA)作为接枝反应的催化剂,催化剂用量为原料总质量的4wt%。
对制备的三种梳型两亲聚合物的水溶性、表面活性、流变性质、聚集行为和分散性能进行了研究。结果表明,在相同实验条件下,三种样品A、C和B的水溶性依次降低;25℃时,样品A溶液的表面张力随着质量浓度的增加而降低,表面张力曲线上没有出现平台,样品C溶液的表面活性稍好一些,表面张力曲线上出现平台,样品B溶液的表面活性最好;25℃时,样品A溶液在质量浓度ρ=100和300 g·L-1时,近似于牛顿型流体,样品B溶液在ρ=50和100 g·L-1时具有剪切变稀行为,ρ=100g·L-1的溶液具有黏弹性,样品C溶液在ρ=50 g·L-1时近似于牛顿型流体,在ρ=100 g·L-1时具有剪切变稀行为和黏弹性,在相同质量浓度下,样品的疏水性越强,其溶液的剪切变稀行为越强烈;样品水溶液中可以形成粒径为数十至数百纳米的球形聚集体,聚集体具有多分散性,粒径分布较宽;在相同实验条件下,三种样品对炭黑的分散性能依次为B>C>A,分散性能随着样品疏水性和溶液质量浓度的增加而增强。