窄分布聚丙烯酸的合成以及分子量對PAA-水混合體系中的水合狀態(tài)的影響.pdf

1、聚丙烯酸(PAA)具有很強的親水性，每一個結構單元上都連著一個羧基基團，在水中電離出氫離子及羧基陰離子。由于高分子陰離子之間的相互排斥作用，聚丙烯酸分子鏈在水中伸展成松弛狀，羧基基團能夠充分與水分子產生氫鍵作用，因此有利于研究聚合物對體系中水的熱力學性質等方面的影響?？紤]到實驗所需的低分子量(5000～70，000)聚丙烯酸在市場上沒有現(xiàn)成的商品出售，實驗室采用RAFT自由基聚合自行制備。本文以水為溶劑，以水溶性的S，S’-二(α，α’

2、-甲基-α”-乙酸)三硫代碳酸酯為鏈轉移劑，采用可逆加成-斷裂鏈轉移自由基聚合(RAFT)方法合成了不同分子量的聚丙烯酸。GPC測試結果表明合成的聚丙烯酸具有很窄的分子量分布，多分散系數(shù)PDI均控制在1.0～1.1的范圍內。
　　 采用DSC方法研究不同分子量的聚丙烯酸/水混合體系中水的熱力學性質，研究表明，親水性聚合物的分子量對水溶液中不同狀態(tài)的水的熱力學行為有著重要的影響。不同分子量的PAA水溶液中自由水和結晶鍵合水的熔點和

3、熔融焓是不同的。其中，自由水的熔點和熔融焓隨著PAA分子量的增加而降低，說明聚丙烯酸分子量的增加使體系中自由水的冰點降低，且自由水在總含水量中的比例也逐漸減小。而聚丙烯酸的分子量對結晶鍵合水的熔融行為影響并不大，說明體系中的結晶鍵合水除了一部分會與位于第一水合層的水分子以及聚合物基團形成氫鍵以外，還有一部分位于聚合物分子鍵卷曲包裹的線團內，這些水分子相互聚集形成“水團簇”，同樣表現(xiàn)出與本體水不一致的熱力學行為。對于PAA水溶液中非結晶鍵