丁二烯/甲苯/叔丁氧基钾-正丁基锂体系聚合反应的研究 Ⅲ.链转移

本文以叔丁氧基钾-正丁基锂作引发剂,甲苯作溶剂及链转移剂,研究了丁二烯阴离子链转移反应若干影响因素。含不同反离子引发剂的聚合体系中,向甲苯的链转移常数C_(?)分别为:C_(?)(Li)=0.11×10~(-3),C_(?)(Na)=0.40×10~(-3),C_s(K)=1.43×10~(3-)(K/Li=1.1),C_(?)(K)=1.26×10~(-3)(K/Li=0.5)。温度每升高10℃,增长速率常数增加1.7倍左右,而转移速率常数则增大2.1倍,表观转移活化能为62.8kJ/mol。随着K/Li的增大,链转移常数相应增大,当K/Li从0增加到0.5时,C_(?)增大约10倍,当K/Li从0.5增加到1.1时,C_s的变化很小。体系中可能存在向单体的链转移反应。     

含芳酰胺结构的新型甲壳型液晶高分子PMPACS的聚合反应动力学研究

采用称量法和GPC,研究了以二甲基乙酰胺为溶剂,偶氮二异丁腈为引发剂,自由基溶液聚合制备含芳酰胺结构的新型甲壳型液晶高分子聚[乙烯基对苯二甲酸二(4-甲氧基苯胺)](PMPACS)的聚合反应动力学.研究发现,(1)MPACS的聚合反应在60℃时主要为双基偶合终止,所以反应后期聚合物分子量明显增大,分子量分布变窄;(2)该反应的聚合反应速率方程为Rp=kp[M][I]1/2,表观活化能Eα=44 kJ/mol,在60℃时的聚合反应常数kp=1.04 L·mol-1·h-1;(3)相同聚合条件下,单体的转化率和数均分子量随单体初始浓度[M]0的增加而增大,当引发剂浓度[I]0增加时,聚合物的分子量随之降低,分子量分布增大;(4)该研究虽采用普通自由基聚合,所得聚合物的分子量分布却较窄,仅为1.1～1.4.     

VAC与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵无皂乳液共聚合动力学研究

研究了醋酸乙烯酯 (VAC)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 (DMC)无皂乳液共聚合动力学 ,考察了引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐 (AIBI)浓度、单体浓度、温度等因素对聚合反应速率的影响 ,得到单体总浓度和引发剂浓度影响反应速率的动力学方程为 :Rp=k1 [M]0 6 3[AIBA]1 0 ;各单体浓度影响反应速率的动力学方程为 :Rp=k2 [VAC]0 1 6 [DMC]0 89.聚合表观活化能为 4 4 0 1kJ·mol- 1 ,初步探讨了聚合反应机理 .     

ACPMA/BPO引发甲基丙烯酸甲酯聚合及其动力学

以4,4′-偶氮二[4-氰基戊酰(对-二甲氨基)苯胺](ACPMA)/过氧化二苯甲酰(BPO)为氧化还原引发体系,研究了甲基丙烯酸甲酯(MMA)在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中的聚合及其动力学行为.考察了聚合反应温度、单体浓度、ACPMA浓度和BPO浓度对聚合反应速率和聚合物分子量的影响,测定了反应级数和聚合反应的活化能.结果表明,在一定范围内,聚合反应速率随单体浓度增大、ACPMA浓度增大、BPO浓度增大和反应温度的升高而增大;聚合物分子量随单体浓度的增大而增大,随ACPMA浓度的增大、BPO浓度增大和反应温度的升高而降低.该体系具有氧化还原引发体系的特征,其引发MMA的聚合速率方程为Rp=K[ACPMA]0.57     

4,4′-偶氮二[4-氰基戊酰(对-二甲基氨基)苯胺]引发丙烯酰胺聚合及其动力学研究

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,研究了4,4′-偶氮二[4-氰基戊酰(对-二甲基氨基)苯胺](ACPDA)为引发剂引发丙烯酰胺(AAM)的聚合行为.考察了聚合反应温度、单体浓度和引发剂浓度对聚合物分子量和聚合反应速率的影响,测定了反应级数和聚合反应的活化能.实验结果表明,ACPDA引发AAM的聚合速率方程为Rp=K[AAM]1.03[ACPDA ]0.48,聚合反应的表观活化能(Ea)为126.44kJ·mol-1.     

氯丁胶乳乳液接枝甲基丙烯酸甲酯的反应动力学

采用乳液聚合法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到氯丁胶乳上,红外光谱和核磁共振氢谱证实了接枝产物的生成。 研究了反应温度、乳化剂浓度、引发剂浓度和单体浓度对表观聚合速率的影响。 结果表明,当反应温度为50 ℃,引发剂叔丁基过氧化氢 四乙烯五胺（t-BHP/TEPA）用量为氯丁胶乳干重的0.5%,单体/聚合物质量比m(M)∶m(P)=3∶5,乳化剂十二烷基连苯醚二磺酸钠（DSB）用量为单体总质量1%时,单体转化率和接枝效率分别为99.1%和54.9%。 聚合反应动力学关系式为：Rp=Kc(E)0.15c(I)0.30c(MMA)1.41,式中,K为常数,在40~55 ℃范围内,聚合反应的表观活化能Ea＝60.2 kJ/mol。 接枝聚合基本符合自由基反应机理。     

表面活性单体DMBAC光聚合动力学研究

采用偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)作为光引发剂,光引发聚合并研究了阳离子表面活性单体——甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBAC)的均聚及其与丙烯酰胺(AM)共聚合反应的动力学行为,聚合反应均在高于DMBAC临界胶束浓度(CMC)的条件下进行.研究结果显示DMBAC均聚合反应速率与引发剂浓度的0.29次方以及单体浓度的0.89次方成正比,均聚合反应的表观活化能约为13.74 kJ/mo1;DMBAC与AM共聚合反应速率与引发剂浓度的0.82次方以及单体总浓度的0.83次方成正比,共聚合反应的表观活化能约为10.97 kJ/mo1;同时测得DMBAC与AM共聚合反应的单体竞聚率为r₁=0.27(AM)、r₂=2.00(DMBAC),说明AM趋向于形成共聚物,而DMBAC更趋向于形成均聚物.     

DMDAAC/IA共聚动力学研究

采用膨胀计法研究了过硫酸钾-亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂引发的二甲基二烯丙基氯化铵和衣康酸的水溶液共聚合动力学,测定了共聚合速率方程和表观活化能,用红外光谱和凝胶渗透色谱对共聚物进行了表征。共聚合热力学计算表明,在温度T=303~333K的试验条件范围,共聚合的活化能变化⊿G0。研究结果表明,二甲基二烯丙基氯化铵和衣康酸共聚合速率方程为Rp∝[M]1.49[I]0.53,共聚合表观活化能Ea=54.11kJ/mol。     

丙烯酰胺与二甲基二烯丙基氯化铵共聚动力学

采用膨胀计法研究了以过硫酸铵 亚硫酸氢钠为引发剂,丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）在水溶液中的共聚反应动力学,测定了相应的聚合表观活化能、聚合速率方程和单体竞聚率。 结果表明,当AM与DMDAAC摩尔比分别为5∶5、6∶4和7∶3时,表观活化能分别为Ea1=90.61 kJ/mol、Ea2=88.88 kJ/mol和Ea3=85.15 kJ/mol;聚合反应温度为45 ℃下,聚合速率方程分别为Rp1=kc(M)2.84c(IO)0.51·c(IR)0.61,Rp2=kc(M)2.77c(IO)0.51c(IR)0.59和Rp3=kc(M)2.73c(IO)0.50c(IR)0.56;2种单体的竞聚率分别为rAM=6.11,rDMDAAC=0.14。 上述实验结果可从动力学角度为不同阳离子度共聚物Poly(DMDAAC-co-AM)（PDA）聚合反应速率差别及产物特征黏度值差异进行解释。     

新型引发剂引发苯乙烯聚合的动力学

采用过氧化2-乙基己基碳酸叔丁酯为引发剂,研究了苯乙烯自由基本体聚合的动力学过程,考察了引发剂浓度、温度、乙苯质量分数对聚合反应速率和聚苯乙烯分子量的影响.结果表明:在117℃下,聚合速率(Rp)对引发剂浓度的反应级数为0.42,对苯乙烯浓度的反应级数为1,聚合反应的表观活化能为54.8 kJ/mol.引发剂浓度、温度、乙苯质量分数的提高导致聚苯乙烯数均分子量分别下降了约30％、20％和15％,其中引发剂浓度的影响最为显著.     

反应性乳化剂存在下半连续苯丙乳液共聚合表观动力学

研究了在反应性乳化剂SE-10N存在下,采用半连续滴加工艺进行苯丙乳液共聚合的表观动力学.首先利用间歇法研究了引发剂、乳化剂用量、单体总量和温度对聚合反应速率的影响,得到了相应的聚合反应速率方程为Rp =k[M]0.30[I]0.18[E]0.97,并计算得到聚合反应的表观活化能为90.8 kJ·mol-1.然后采用半连续滴加法,讨论了不同滴加速率对聚合表观速率Rp的影响,结果表明,随滴加速率Ra 的增加,反应速率Rp也增加,但增加的幅度逐渐减少,且聚合过程的状态不断远离饥饿态.要使该聚合过程的状态保持在稳定的饥饿态,单体滴加时间应控制在140 min 以上.     

哌嗪-二氧化硫电荷转移复合物引发的甲基丙烯酸甲酯光聚合

本文研究了哌嗪 (PPZ)与二氧化硫 (SO2 )电荷转移复合物 (CTC)的制备及其作为光引发剂引发甲基丙烯酸甲酯 (MMA)的聚合 ,发现PPZ/SO2 摩尔比对聚合速率影响甚大 .当PPZ/SO2 为 1∶2时 ,形成了具有潜在引发能力的复合物 (Ⅰ ) .Ⅰ引发MMA光聚合的动力学关系式为Rp =Kp [Ⅰ ] 0 .34[MMA] 1.0 6 ,表观活化能为 2 3 7kJ/mol.并对引发机理进行了探讨     

表面活性单体AMC14AB在水溶液中的聚合动力学研究

采用溴酸钾-溴化钾法研究了阳离子型表面活性单体(2-丙烯酰胺基)乙基十四烷基二甲基溴化铵(AMC14AB)在水溶液中的聚合动力学,分别考察了引发剂浓度与单体浓度对聚合速率的影响,确定了聚合速率方程,分析了聚合机理,考察了温度对聚合反应的影响,测定了聚合表观活化能。研究结果表明,由于AMC14AB在水溶液中的胶束化行为,使其具有较快的聚合速率,于60℃下聚合,40min内转化率即可达到80%以上;AMC14AB的聚合速率方程为Rp=k[M]0.92[I]0.48,说明链终止为双基终止方式,引发过程与单体无关;聚合表观活化能为80.72kJ/mol。     

氯丁胶乳乳液接枝甲基丙烯酸甲酯反应动力学

采用乳液聚合法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到氯丁胶乳上,红外光谱和核磁共振氢谱证实了接枝产物的生成。研究了反应温度、乳化剂浓度、引发剂浓度和单体浓度对表观聚合速率的影响。结果表明,当反应温度为50℃,引发剂叔丁基过氧化氢-四乙烯五胺(t-BHP/TEPA)用量为氯丁胶乳干重的0.5%,单体/聚合物质量比m(M):m(P)=3:5,乳化剂十二烷基连苯醚二磺酸钠(DSB)用量为单体总质量1%时,单体转化率和接枝效率分别为99.1%和54.9%。聚合反应动力学关系式为:Rp=Kc(E)0.15c(I)0.30c(MMA)1.41,式中,K为常数,在40～55℃范围内,聚合反应的表观活化能Ea=60.2kJ/mol。接枝聚合基本符合自由基反应机理。     

AM/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸钠的反相微乳液共聚合动力学研究

通过实验绘制了失水山梨醇单月桂酸酯(Span20)-聚氧乙烯山梨醇酐单脂酸酯(Tween80)复配乳化剂、丙烯酰胺、(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸钠和环己烷的拟三元相图.采用过硫酸铵-亚硫酸氢钠氧化还原引发剂,通过动力学研究,得到了聚合反应的表观活化能为68.10 kJ/mol,并分别得到了聚合速率与产物特性粘数的动力学关系式Rp∝[M]1.74[APS]0.60[E]-1.28,[η]∝[M]0.78[APS]-0.23[E]-0.71,分析了单体浓度、引发剂浓度、乳化剂浓度对共聚合反应速率Rp和共聚物特性粘数[η]作用及影响的原因,在动力学研究的基础上初步探讨了聚合机理.     

钒化合物引发丙烯腈聚合──高分子场效应

研究了酸性介质中五价钒氧离子（VO）、强碱性阴离子交换树脂负载钒（V）（BAEV）、硫酸氧钒（VOSO4）、杨梅形聚羧酸氧钒（IV）（APCV）、杨酸形聚亚氨二乙酸氧钒（IV）（APIV）、杨梅形聚得偕亚氨二乙酸氧钒（IV）（APOV）、笼形聚羧酸氧钒（IV）（CPCV）和笼形聚肟偕亚氨二乙酸氧钒（IV）（CPOV）等与硫脲（TU）配住生成活性种并引发丙烯腈（AN）聚合反应。表观聚合速度（Rp）分别是：VO-TU:Rp=2.8X105e-14200/RTC2.2'(AN)c.20(HNO3)c0(V5+)c1.3(TU)BAEV-TU:Rp=1.9X104e-6860/RTc1.2(AN)c1.0'(HNO3)c0.44(PV)c1.0(TU)VOSO4-TU:Rp=0APCV-TU:Rp=2.3X104e-4100/Rtc1.5(AN)c1.5(HNO3)c0.5(PV)c2.0(TU)APIV-TU:RP=2.2X105e-6860/RTc1.0(AN)c2.0(H2SO4)c0.5(PV)c1.5(TU)APOV-TU:RP=1.9X108e-10800/RTc.10(AN)c1.0(HNO3)c0.6(PV)c1.5(TU)CPCV-TU:Rp=9.7X105e-10500/RTc1.0(AN)c1.5(HNO3)c0.5(PV)c0.76(TU)CPOV-TU:Rp=1.0X108e-10500/RTc1.0(AN)c3.0(HNO3)c1.0(PV)c1.5(TU)根据实验结果,认为：（一）钒化合物与硫脲在酸性介质中通过“逐步配位—质子转移”机理产生引发种;（二）钒络合物及其活化后所产生的阳离子自由基（i＝0,1,2,…,n）处于大分子引力场内进行链引发,在某些情况下,原地进行键增长反     

MA7iBu-POSS与MMA本体聚合反应动力学及竞聚率研究

为研究POSS参与聚合反应的反应动力学,以MA~(7iBu)-POSS和MMA的本体聚合反应为研究对象,采用称重法测定转化率,得到转化率曲线以及各单体用量对反应速率的影响。结果得出:反应速率随着温度和引发剂浓度的增加而增加,随MMA质量的增加而降低,而MA~(7iBu)-POSS对反应速率的影响是先增大后减小,且存在一个拐点A。另外,得到聚合反应的活化能Ea=87.297kJ/mol;反应级数(引发剂)i=0.617,当MA~(7iBu)-POSS的浓度C_N小于0.1239mol/L,MA~(7iBu)-POSS的反应级数n=0.217,当C_N大于0.1239mol/L,n=-0.202;同时,得出竞聚率r_1(MMA)=1.212,r_2(MA~(7iBu)-POSS)=0.567,由此得出,MMA的自聚大于共聚,MA~(7iBu)-POSS的共聚大于自聚,二者在聚合物中的分布情况为无规分布。     

杂多酸引发四氢呋喃聚合反应Ⅴ.生长链浓度与链生长速率常数的测定

采用改进的酚钠法及端羟基测定法对环氧乙烷促进的低浓度磷钨杂多酸引发的四氢呋喃聚合反应过程中生长链浓度的测定表明 ,杂多酸分子中的三个质子均参与了引发反应 ,各引发一个聚合链 .采用醋酸酐为促进剂时杂多酸引发四氢呋喃聚合反应生长链浓度测定的结果也证明了这一点 .由此测得在 0℃和 2 0℃时四氢呋喃聚合反应链增长表观速率常数分别为 3 78× 10 -3 和 1 98× 10 -2 L·mol-1·s-1,这与四氢呋喃按离子型生长链增长时的反应速率常数相近 .说明PW12 引发的THF聚合反应是通过氧离子活性中心增长的     

EHP引发AM/DMMC反相微乳液聚合的研究

以油酸失水山梨醇酯Span80和壬基酚聚氧乙烯醚OP-10为乳化剂，白油为连续介质，过氧化二碳酸（2-乙基已酯）（EHP）为引发剂，进行丙烯酰胺/（2-甲基丙烯酰氧乙基）三甲基氯化铵（AM/DMMC）反相微乳液共聚合反应。研究了ωM=0.25-0.50范围内单体总浓度[M]、引发剂浓度[I]、乳化剂浓度[E]对聚合速率Rp和共聚物分子量M^-V的影响，得到Rp∝[M]^2.47[I]^0.76[E]^0.19,M^-v∝[M]^2.05[I]^-0.37[E]^-0.47。测定了AM/DMMC反相微乳液共聚合中单体的竞聚率，得到rAM=0.44,rDMMC=1.31。     

CoⅡ(salen*)存在下的氯丁二烯自由基聚合

研究了N,N'-双(3,5-二叔丁基水杨醛)-1,2-环己二胺钴(Ⅱ)[Co^Ⅱ(salen*)]存在下氯丁二烯(CP)的自由基聚合, 考察了不同溶剂、 引发剂用量及配体对聚合反应的影响. 结果表明, 随着引发剂用量的增加, 聚合反应的诱导期缩短, 以[ABVN]₀/[ Co^Ⅱ(salen*)]₀=3/1配比投料, 聚合反应表现出较好的可控聚合特征. 在苯、 甲苯、 四氢呋喃(THF)和乙酸乙酯(EA) 4种溶剂中按照[CP]₀/[Co^Ⅱ(salen*)]₀/[ABVN]₀=400/1/3的配比投料, 在苯中的可控聚合程度最好: 在低转化率(40%以下)实测聚合物分子量(M_n,GPC)与理论值(M_n,th)吻合, 且分子量随转化率增加呈线性增长. 研究了THF、 三乙胺(NEt₃)、 吡啶(Py)及水等不同配体对聚合反应的影响, 发现在添加THF时, 低转化率(40%以下)下M_n,GPC与M_n,th相符, 分子量分布(PDI)相对较窄.