功能性離子液體的設(shè)計(jì)合成及其在乳液聚合中的應(yīng)用研究.pdf

1、本論文主要研究了具有特定結(jié)構(gòu)的咪唑基離子液體的合成及其在高分子乳液聚合中的應(yīng)用。首先,合成了單雙鏈型咪唑基離子液體-十四烷基-3-甲基咪唑鹽C14MIM·Br和Gemini型咪唑基離子液體C14MIM-4-C14MIM·2Br,將其作為表面活性劑,考察分子結(jié)構(gòu)的變化對甲基丙烯酸甲酯(MMA)微乳液聚合過程的影響。其次,將傳統(tǒng)的季銨型表面活性劑十四烷基三甲基溴化銨(TTAB)和Gemini型表面活性劑-二溴化N,N’-二(二甲基十四烷基)

2、丁二銨(C14-4-C14·2Br)與上述兩種咪唑基離子液體進(jìn)行MMA微乳液聚合動(dòng)力學(xué)對比實(shí)驗(yàn),旨在研究咪唑基離子液體的乳化效能。最后,設(shè)計(jì)合成了二溴化1,4-雙(3-乙醇-1-基)乙醚咪唑鹽和二溴化1,4-雙(3-乙醇-1-基)丁基咪唑鹽兩種離子液體,并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,其可用作聚氨酯親水?dāng)U鏈劑。
　　 具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　 在第一部分中,所合成的C14MIM·Br和C14MIM-4-C14MIM·2Br具

3、備親水咪唑環(huán)和親油的烷基鏈,這與單鏈季銨鹽表面活性劑及Gemini型表面活性劑結(jié)構(gòu)類似,也具表面活性,所以將其作為乳化劑應(yīng)用于MMA微乳液聚合中,考察了其對MMA乳液聚合動(dòng)力學(xué)、PMMA乳膠粒粒徑及粒徑分布的影響。結(jié)果表明,在不需要添加助乳化劑,且使用量相同的條件下,C14MIM·Br、C14MIM-4-C14MIM·2Br、TTAB和C14-4-C14·2Br均可實(shí)現(xiàn)MMA乳液聚合,且具備微乳液聚合的特征,但它們結(jié)構(gòu)的改變使MMA微乳

4、液聚合動(dòng)力學(xué)過程發(fā)生變化,而且聚合完成后得到的PMMA乳膠粒粒徑及粒徑分布也受其影響。具體表現(xiàn)為:在乳化劑和單體含量摩爾比不變的情況下,C14MIM·Br做乳化劑時(shí),微乳液聚合得到的。PMMA平均粒徑整體略小于C14MIM-4-C14MIM·2Br微乳液體系；在C14MIM·Br微乳液體系中,隨著離子液體濃度的增加,PMMA的平均粒徑逐漸降低至不變,從42nm變?yōu)?2nm,而在C14MIM-4-C14MIM·2Br體系中,PMMA的平均

5、粒徑則呈現(xiàn)先下降,從82nm降為47nm,后上升到89nm。GPC測試表明,表面活性劑結(jié)構(gòu)的差異同樣導(dǎo)致PMMA的分子量及分子量分布的改變。以C14MIM·Br作乳化劑得到的PMMA具有相對高的分子量且分子量分布較窄。
　　 隨后,對比研究了TTAB、C14-4-C14·2Br與結(jié)構(gòu)類似的離子液體對MMA微乳液聚合的影響。在乳化劑與單體摩爾比相同時(shí),離子液體作乳化劑的體系,MMA的微乳液最大聚合速率提前,且聚合完成后單體轉(zhuǎn)化率相