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超支化聚酰胺—胺的合成及其防沾色性能研究

尹黎  
【摘要】:超支化聚合物是一类具有准球形结构的高度支化大分子,在其不规则的分子结构中含有大量内部空穴和末端官能团。由于超支化聚合物独特的结构和性能特点,目前它已成为高分子领域的研究热点。经过近20年的发展和探索,人们在超支化聚合物的合成、结构表征、功能化改性等方面已经取得了重要进展,尤其是超支化聚合物的合成方法已经趋于全面和成熟,这为超支化聚合物的应用开发奠定了坚实的基础。但是,在超支化聚合物的研究中还有许多问题亟待解决,如基础理论的完善、未知性能的挖掘、新颖现象的解释、应用领域的拓展等等。本文在综述前人有关超支化聚合物工作的基础上,在超支化聚合物的应用方面做了一些新的探索和研究。 近年来,具有支化结构的聚酰胺,如超支化聚酰胺和柱状树枝化聚酰胺等,由于独特的结构与性能而受到广泛关注。由于支化结构的存在,聚合物表现出良好的溶解性、流变性及强化学反应性等特点,在涂料、催化剂、液晶材料、医用生物材料以及纳米器件等领域显示出诱人的前景。此外具有支化结构的聚酰胺在纺织印染中也有广泛的应用,包括胶囊化包裹染料、高选择性萃取染料、联合染料构建捕光系统、提高纤维染色性能、染料废水处理和涂层整理等方面。 目前,超支化聚合物的发展还存在着以下三个主要问题:1)合成方法单一,成本太高,难以大量制备,阻碍了进一步功能化研究及商业化应用。超支化聚合物大多由AB2型单体缩聚而成,AB2型单体一般由研究者自己制备,因而费时费力费钱;2)所得超支化聚合物分子量分布很宽,结构可控性差;3)基于超支化聚合物末端官能团的功能化研究还刚刚起步,其所具有的特点和优势远未得到发挥。 本文在综述前人有关超支化聚合物工作的基础上,在超支化聚合物的合成及防沾色应用方面做了一些新的探索和研究。首先选用两种价格便宜且已经商业化的单体丙烯酸甲酯(MA)与二乙烯基三胺(DTA)为主要原料,通过Michael加成和熔融聚合两步法合成了一种水溶性超支化聚酰胺-胺(HPAMAM),并通过红外、核磁对合成产物的结构进行了表征,结果表明所合成的树状大分子与理论结构相符,说明成功的合成出了超支化聚酰胺胺,并探讨了最佳反应条件,实验结果得到,第一步Michael加成反应最佳条件为:反应时间6h,反应温度35℃,n(DTA)/n(MA)=1/1;第二步酰胺化缩合反应最佳条件为:反应时间4h,反应温度150℃。选用10种水溶性染料,染料溶液中加入该超支化聚酰胺胺,可以使染料絮凝,阻止染料与纤维结合,从而达到去浮色、防沾色效果。以活性橙K-GN为代表,在30℃,pH值为5-6的条件下加入少量超支化聚酰胺胺(10g/L)处理15-30min,就能达到良好的防沾色效果。


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