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本论文选用不同结构的聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵( PDAC)(线性PDAC或交联PDAC纳米粒子)作为分散稳定剂,阴离子单体丙烯酸(AAc)、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和非离子单体丙烯酰胺(AM)在硫酸铵和氯化钠混合盐水介质中通过分散聚合制备了不同形态的两性聚电解质,并对分散共聚体系进行了系统研究。
线性PDAC作为稳定剂时,通过分散共聚合可以制备在盐水介质中分散的两性聚电解质微球。考察了对无机盐浓度、分散剂用量、分散剂分子量、引发剂浓度、反应温度等影响因素对三元分散共聚合的影响,研究结果表明:体系内无机盐浓度的增加会导致聚合物分子量降低;而随分散剂浓度的增加,微球粒径先减小后增加。同时,对不同反应条件下两性聚电解质微球形态的跟踪观察表明:微球形貌受无机盐浓度和分散剂用量影响最大。通过上述研究可以认为:在盐水介质中的分散聚合过程是聚合物相和盐水相分离的过程,稳定剂吸附于微球的表面起到稳定作用,同时剪切作用促进了粒子的形成。两性聚电解质的等电点可通过电荷滴定测得。对两性聚电解质微球在不同离子强度、pH溶液中性质的研究结果显示:聚合物在高浓度盐溶液中,特性粘度随pH值的增大而增加,在等电点显示明显的反聚电解质增粘效应。
当分散共聚体系内存在交联剂时,以线性PDAC为稳定剂可以在盐水介质中合成两性微凝胶,并研究了投料比和交联剂浓度对聚合的影响。结果表明:随着反应单体中DMC量增加,分散介质所需硫酸铵浓度增加。交联剂用量增加,微凝胶粒径增大,分布变宽。同时,对微凝胶在不同pH和盐浓度溶液中的溶胀行为和在纯水中的溶胀动力学研究的结果显示:微凝胶在纯水中溶胀受Fickian扩散控制。对样品的13C NMR分析结果显示:稳定剂经过水洗后可以被除去。从而可以推测:稳定剂主要是吸附于球状微凝胶表面,而不是分布于整个球状微凝胶内部。
在本论文中,设计了一种新型的聚阳离子交联纳米粒子(CPDAC)分散稳定剂,并成功进行了分散共聚合,制得可以长期稳定的两性聚电解质微球。考察了不同交联度的稳定剂和不同引发剂类型对分散聚合的影响。结果表明:所用稳定剂的交联度越低,制得的微球粒径越大;当交联度超过2%以后,稳定效果不明显。