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以聚乙二醇单甲醚(MPEG)为侧链的梳型表面活性剂,因其广泛的应用而受到日益关注。本论文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为原料,通过主链接枝法制备了梳型表面活性剂聚甲基丙烯酸甲酯-g-聚乙二醇单甲醚(PMMA-g-MPEG),并对其溶液性质进行了初步的研究。
首先,以MMA为原料,偶氮二异丁腈(AIBN)作为引发剂,巯基丙酸作链转移剂,四氢呋喃(THF)作溶剂,通过自由基溶液聚合制备了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。考察了反应时间,链转移剂用量(以相对于MMA的质量分数计),溶剂用量和引发剂用量(以相对于MMA的质量分数计)对PMMA相对分子质量和收率的影响,优化了工艺路线。结果表明:当巯基丙酸的质量分数为5.6%、AIBN的质量分数为2.6%、THF用量为80 mL、反应时间为8 h时,可以得到相对分子质量较小(Mn为7250,Mw为5158,Mn为3130)、收率较高(72.5%)的PMMA。
其次,以自制的PMMA为主链,与MPEG,在甲醇钠的催化作用下,通过酯交换制备了梳型表面活性剂PMMA-g-MPEG,利用正交试验对工艺路线进行了优化。结果表明:当反应温度为110℃,反应时间为5 h,催化剂加入量n(CH3ONa):n(MPEG-OH)=1:1为时,可以得到MPEG质量分数为37.1%的PMMA-g-MPEG。
最后,对制备的梳型表面活性剂PMMA-g-MPEG水溶液的表面活性、浊点、聚集行为、流变性质和乳化性质等物化性质进行了初步的研究。结果表明:25℃时,PMMA-g-MPEG的临界胶束浓度(cmc)约为0.4g/L,临界胶束浓度时的表面张力为48mN/m,与小分子表面活性剂相比,其表面活性要差;质量浓度为10 g/L的PMMA-g-MPEG水溶液的浊点大于90℃;PMMA-g-MPEG在水溶液中主要形成球形聚集体,聚集结构的粒径随溶液浓度的增加而增加;低浓度的PMMA-g-MPEG水溶液主要表现为牛顿型流体的性能,几乎没有黏弹性,当溶液的浓度增加到40%,表现出强烈的剪切变稀性,且有很强的黏弹性;PMMA-g-MPEG能使水/二甲苯体系乳化,形成比较稳定的O/W的乳液。