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淀粉/水分散系合成聚苯乙烯微球的研究

关燕霞  
【摘要】:聚合物微球由于具有比表面积大、吸附性强、凝集作用大并具有表面反应能力等特点,其应用十分广泛。随着科学技术的进步和高分子科学的发展,聚合物微球的合成和应用研究已经成为一个备受人们瞩目的研究领域。特别是七十年代初英国ICI公司的研究者们提出了分散聚合法,更为单分散、功能性聚合物微球的制备及应用研究注入了活力,从而极大地推动了单分散、功能性聚合物微球的研究。 本文主要对以淀粉/水为分散系的苯乙烯/二乙烯基苯的共聚体系进行研究。与传统的合成工艺(悬浮聚合、乳液聚合)比较,该工艺具有无毒、廉价、不会造成环境污染、微球具有单分散性、产物后处理简单等特点。本研究探讨了分散剂用量、单体用量、引发剂用量、交联剂用量、聚合温度等因素对微球粒径及粒径分布的影响,在玉米淀粉与水的质量比为0.07、苯乙烯质量分数为7%(以水为基准)、AIBN质量分数为1%(以单体为基准)、DVB质量分数为1%(以单体为基准)、聚合温度为85℃的条件下合成得到微球粒径为121nm,分散系数为0.038的交联聚苯乙烯微球;并以该交联聚苯乙烯微球为载体,吸附浓硫酸,作为乙酸与乙醇酯化反应的催化剂,发现浸泡6小时以上时乙酸乙酯的收率达65%,该催化剂重复使用4次,收率只有略微下降,为61%。 本研究还以上述的交联聚苯乙烯微球为种子,进行种子聚合,探讨了溶胀剂用量、溶胀时间、溶胀温度等因素对微球粒径及粒径分布的影响,发现溶胀剂用量越大,微球粒径越大,粒径分布越宽;溶胀温度不能高于55℃;溶胀温度为40℃时,溶胀时间为10小时或溶胀温度为50℃、溶胀时间为7小时,都可得到粒径较大、形状规则的聚苯乙烯微球。 本研究以用沉淀氧化法得到的Fe_3O_4为磁核,PEG-4000为稳定剂,合成得到磁流体,并以淀粉为分散剂,水为分散介质,二乙烯基苯为交联剂,合成得到单分散磁性聚苯乙烯微球,此微球的粒径为250微米、Fe_3O_4含量为11.69%。探讨了稳定剂用量、分散剂用量、单体用量、等因素对微球粒径及粒径分布的影响。


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