活性自由基聚合法制備丙烯酰胺類聚合物的研究.pdf

1、本文首先利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合（ATRP）法研究了在完全的水溶液中丙烯酰胺的聚合。研究以2-氯丙酰胺（CPA）為引發(fā)劑，氯化亞銅(CuCl)/2,2'-聯(lián)吡啶(bpy)為催化劑體系，用ATRP法制備了丙烯酰胺的聚合物。探討了聚合反應(yīng)中不同溫度、不同的單體濃度等因素對(duì)單體轉(zhuǎn)化率的影響，并對(duì)聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了一定的分析。其次，利用ATRP法制備了N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM）與丙烯酸叔丁酯（tBA）的共聚物水凝膠，進(jìn)而研究討論了各種因素

2、對(duì)ATRP法制備P(NIPAM-co-tBA)水凝膠聚合反應(yīng)的影響。最后，對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一定的分析檢測(cè)，用紅外光譜儀分析表征了聚合物的結(jié)構(gòu)及組成，用凝膠滲透色譜儀測(cè)定了聚合物的數(shù)均分子量（Mn）及分子量分布（PDI）。
　　 在丙烯酰胺水溶液聚合中，研究了不同溫度、不同的單體濃度、不同的單體與引發(fā)劑的配比（[M]∶[I]）及不同的催化劑與引發(fā)劑配比（[C]∶[I]）對(duì)聚合反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)在聚合過程中，隨溫度的升高，聚合反

3、應(yīng)速率有所加快，但聚合反應(yīng)的可控性降低；當(dāng)增大反應(yīng)體系中單體的濃度時(shí)，聚合反應(yīng)速率增大，ln([M]0/[M])～t有較好的線性相關(guān)性；聚合反應(yīng)速率也隨引發(fā)劑用量的加大而增大，但加大引發(fā)劑的用量，反應(yīng)的可控性降低；研究還發(fā)現(xiàn)當(dāng) [C]∶[I]為1:1時(shí)聚合反應(yīng)的可控性較好。通過對(duì)聚合反應(yīng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)過程符合活性聚合反應(yīng)的基本特征，并且聚合物的分子量分布較窄（小于1.5）及實(shí)際分子量與理論分子量的偏差較小，聚合反應(yīng)具有一定的可

4、控性。
　　 本文還以NIPAM為主單體，tBA為共聚單體，CPA為引發(fā)劑，N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺（MBA）為交聯(lián)劑，采用ATRP法在水與二甲基甲酰胺（DMF）的混合溶液中制備了具有均相網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的P(NIPAM-co-tBA)水凝膠。實(shí)驗(yàn)同時(shí)也研究了不同的單體濃度、引發(fā)劑用量、交聯(lián)劑用量及共聚單體的組成對(duì)水凝膠溶脹率（SR）和體積相轉(zhuǎn)變溫度（VPTT）的影響，并對(duì)聚合反應(yīng)過程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析。研究發(fā)現(xiàn)，在較寬的范圍內(nèi)，P(N