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凝胶渗透色谱中梳形聚电解质长支链的体积效应研究

李慧  
【摘要】:本文分别使用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和聚乙二醇异戊烯基醚作为侧链大单体与丙烯酸共聚,合成了4种具有不同侧链长度和不同侧链密度的酯接PEG侧链的聚丙烯酸,2种具有不同侧链密度的醚接PEG侧链的聚丙烯酸(每种聚合物均包括3个不同聚合度的试样)。以GPC为主要手段对上述梳形聚电解质的分子量和分子形态进行了研究,并重点讨论了PEG侧链对聚丙烯酸分子体积的影响。主要研究结果包括: (1)对于4种酯接PEG侧链的聚丙烯酸,分别采用PAA标样直接校正法和水解切割法测定了不同聚合度的12个试样。通过水解将PEG侧链切割后测定主链的聚合度,然后计算出原梳形聚合物的分子量与光散射测定的结果基本一致;用PAA标样直接校正法所得结果误差较大,需要进行进一步校正。 (2)以水解切割法求得的分子量为基础进行渐近校正,分别获得了4种不同分子组成的酯接PEG侧链聚丙烯酸的分子量-淋洗体积的函数关系,并以该函数关系为基础讨论了PEG侧链对分子体积的影响,结果表明:对于分子量相同的聚合物,含有较长聚氧乙烯侧链的分子体积较小,反之,分子体积较大;具有较高聚氧乙烯侧链接枝密度的分子体积较小,反之,分子体积较大。对于主链聚合度相同的聚合物,PEG侧链长度及接枝密度的增长,均会导致分子体积变大。对于分子中聚氧乙烯侧链所占比例相同的聚合物,其分子量与淋洗体积的关系也基本一致。 (3)通过黏度法测定了4种酯接PEG侧链聚丙烯酸的特性黏度以及Mark-Houwink方程参数K和a值。随着PEG侧链的质量分数增大,α值逐渐减小,链构象趋于紧缩,导致酯接PEG侧链的聚丙烯酸分子体积减小。 (4)通过对比酯接PEG侧链聚丙烯酸的渐近校正方程与PAA(或PEG)标样的校正方程,得到了梳形聚电解质分子量的二次校正因子与PEG侧链质量分数的函数关系。该函数关系可利用简单的直线型标样测定醚接PEG侧链聚丙烯酸的分子量且与光散射测定结果吻合度较高。证明本文基于酯接PEG侧链聚丙烯酸分子形态从而对分子量进行校正的研究,可以推广到其它类似结构的梳形聚电解质水溶液体系中,对梳形聚电解质的进一步研究有较好的借鉴作用。


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