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超支化抗乳化剂的合成及性能研究

颉蕊丽  
【摘要】:超支化聚合物是一种由一系列支化单元构成的聚合物,可通过单体的逐步增长聚合制备。由于其特殊的物理化学性能和潜在的广泛用途,超支化聚合物的研究已经日益受到重视。 对于具有“亲水-亲油”性质的超支化聚合物,其多支化结构有利于改变油水界面性质,产生更优异的破乳、抗乳化、消泡等作用。本文从聚缩水甘油醚改性角度出发:(1)合成了以环氧丙烷为核,外接缩水甘油链段的超支化聚合物(PPG);(2)合成了以缩水甘油为核,外接环氧丙烷链段的超支化聚合物(HGPP);(3)利用氟化试剂对超支化聚缩水甘油醚的端羟基进行改性,合成了氟改性的超支化聚缩水甘油醚(FHPG)。上述产物通过1HNMR、19FNMR、13CNMR、羟值、碘值、浊点、水数、抗乳化性能、界面性能等表征手段对所制备的超支化聚合物的结构、性能等进行了系统研究。得出以下结论: 1.随着缩水甘油链段的增加,PPG系列聚合物油溶性降低,HLB值增加,表面活性下降,抗乳化性能提高;增加环氧丙烷链段,有利于增加HGPP系列聚合物的油溶性,提高了表面活性,但抗乳化性能下降。 2.PPG和HGPP系列聚合物均在某一浓度下显示出最佳的抗乳化性能;过低的浓度不能有效改变界面张力,而过高的浓度则有可能使界面张力进一步降低,反而促进了乳化层的稳定。 3.以DFI为氟化试剂,在-25℃-85℃范围内进行了HPG端基氟化改性,结果发现:随着温度的升高,DFI与HPG反应程度加大,但主产物是DFI与HPG形成的加合物(adduct);此外,随着温度升高,端羟基的消去反应明显增加。 4.具有含氟基团的FHPG比HPG具有更高的表面活性。通过对比HPG与FHPG在气-液界面的吸附动力学参数发现,FHPG的氟基团有利于分子从溶液中快速扩散到界面,同时有利于加速分子在界面重新排布过程。 5.随含氟基团数量增加,FHPG配伍性得到改善,但抗乳化性能下降;但氟化程度最高的85℃产物又显示了较好的抗乳化性能。动态表面张力以及界面弛豫法的研究结果表明碳氟基团特有的“疏水-疏油”两憎性质,以及FHPG分子内部大量亲水性的醚键是导致FHPG抗乳化性能提高的重要影响因素。


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