可聚合離子液體及其交聯共聚物凝膠的合成及應用研究.pdf

1、本文研究了幾種陰離子或者陽離子帶不飽和化學鍵的可聚合離子液體的合成與表征，并研究了可聚合離子液體交聯共聚物凝膠的合成及其吸液保液性能與機理，探索了可聚合離子液體交聯共聚物凝膠在難水溶香精緩釋領域的應用。
　　研究了陽離子帶不飽和化學鍵的可聚合離子液體的合成、表征及其交聯共聚物凝膠的合成與吸液性能。以丙酮為溶劑，甲基丙烯酸-N，N'-二甲胺基乙酯(DMAEMA)與等摩爾丙酸(AS)中和后過濾，減壓脫除溶劑，得到無色透明的DMAEMA

2、-AS可聚合離子液體。采用同樣方法，用磷酸中和DMAEMA，所得沉淀經真空干燥后可得到白色DMAEMA-H3PO4可聚合離子液體。兩種可聚合離子液體的相變溫度分別為-61.9℃、76.2℃。以過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑，以N.N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)為交聯劑，甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)分別與兩種可聚合離子液體在水溶液中交聯共聚，得到Poly(HEMA-co-DMAEMA-AS/H3PO4)交聯共聚物凝膠，對水和多種有

3、機溶劑具有吸收作用。EMA在聚合反應單體中的質量分數不超過55％，其用量對兩種凝膠的吸液性能沒有明顯影響;HEMA的用量進一步增大，則導致凝膠的吸液性能急劇下降。
　　研究了陰離子帶不飽和化學鍵的可聚合離子液體的合成、表征及其交聯共聚物凝膠的合成與吸液性能。在室溫攪拌條件下將AMPS分散到丙酮中，逐滴滴加丁胺(BA)液體中和，過濾后旋轉蒸發(fā)去除丙酮，得到淡黃色透明的粘稠AMPS-BA可聚合離子液體，其相變溫度為-47.7℃。以AP

4、S為引發(fā)劑，以MBAM為交聯劑，DMAEMA為共聚單體，采用水溶液聚合法可合成Poly(AMPS-BA-co-HEMA)交聯共聚物凝膠，對水以及多種有機溶劑具有吸收作用，吸收丁胺可達18.8 g/g，吸水可達120.3 g/g。如果HEMA在反應單體混合物中的質量比低于15wt％，共聚產物沒有吸液性能;HEMA在反應單體混合物中的比例超過90wt％的時候，共聚產物不再吸收甲醇和苯甲醇，但可以吸收少量水和二甲基亞砜。
　　研究了共聚

5、單體的性質對可聚合離子液體交聯共聚物凝膠吸液性能的影響。分別以水以及苯為溶劑，采用溶液聚合法合成了DMAEMA-AS以及AMPS-BA可聚合離子液體與丙烯酰胺、丙烯酸鈉以及苯乙烯的交聯共聚物凝膠，發(fā)現 Poly(DMAEMA-AS-co-AANa)以及Poly(AMPS-BA-co-AANa)均只吸水而不吸收有機溶劑;Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)以及Poly(AMPS-BA-co-AAm)均只能吸收水和二甲基亞砜，不吸收

6、其它有機溶劑;苯乙烯與DMAEMA-AS以及AMPS-BA可聚合離子液體的交聯共聚物均不吸水，但能夠吸收多種有機溶劑，Poly(DMAEMA-AS-co-St)可以吸收己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇，而Poly(AMPS-BA-co-St)可吸收己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇以及甲基丙烯酸甲酯。
　　研究了可聚合離子液體的交聯共聚物凝膠的保液性能。分別采用靜態(tài)加壓法、加熱法以及高速離心法，測

7、定了可聚合離子液體的交聯共聚物吸收水、DMSO以及苯形成的凝膠的保液性能，發(fā)現凝膠具有良好的加壓保液性能，在分別施加100g或者500g靜態(tài)壓力的情況下，其保液率沒有明顯區(qū)別，均超過98％。與醫(yī)用脫脂棉相比，可聚合離子液體的交聯共聚物凝膠具有良好的加熱保液性能，可以顯著地抑制吸收液體的揮發(fā)。可聚合離子液體的交聯共聚物吸收液體之后的凝膠具有良好的離心保液性能，在高速轉動條件下吸收的液體幾乎沒有損失，而醫(yī)用脫脂棉的離心保液性能較差。

8、　　研究了可聚合離子液體的交聯共聚物凝膠的吸液保液機理。液體溶劑分子與可聚合離子液體交聯共聚物的高分子鏈以及自由離子的極性相近或者內聚能密度相近、或者能夠發(fā)生溶劑化作用，使溶劑分子能夠自發(fā)地與高分子鏈以及自由離子混合;與此同時，交聯共聚物中的離子液體基團處于電離狀態(tài)，因電離而產生的自由離子在溶劑中的熱運動使之遠離高分子離子，使高分子離子上點電荷之間的靜電排斥作用超越高分子離子與自由離子之間的靜電吸引作用，交聯高分子鏈充分舒展，交聯網絡充

9、分張開而能夠容納大量液體溶劑分子，產生超強吸液現象。
　　探索了可聚合離子液體交聯共聚物凝膠在香精緩釋領域的應用。利用Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)凝膠既能夠吸水成為水凝膠、又能夠吸收乙醇成為乙醇凝膠、香蘭素易溶于乙醇而難溶于水的原理，將香蘭素溶解于95％乙醇后被Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)干凝膠吸收后脫除乙醇、再吸水成為水凝膠，將香蘭素負載于Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)凝膠中，

10、其負載能力遠遠超過吸收香蘭素的飽和水溶液。Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)干凝膠吸收香蘭素乙醇溶液的性能隨溶液濃度增大而穩(wěn)步下降，但負載香蘭素的性能先穩(wěn)步提高、隨后略有提高而增加幅度很小。香蘭素負載量較低的Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)干凝膠在碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖溶液中的溶脹速度很快，60min基本達到平衡溶脹。香蘭素從Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)凝膠中釋放的速度較快，24h內釋放率可達60％以