亚硝酸钠引发丙烯腈聚合的研究

研究了亚硝酸钠引发硝酸溶液中丙烯腈的聚合反应。测得表现聚合速度 Rp=Ae~(-10,800/RT)[AN]~2.2[NaNO_2]~(0.17-1.0)[HNO_3]~(1.0-0.67 丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚合反应中竞聚率分别是γ_An=0.96,γ_MA=1.17,表明聚合反应是按自由基机理进行。 根据聚合动力学和红外光谱分析,认为以亚硝酸钠引发硝酸溶液中丙烯腈的聚合反应与电解或金属溶蚀过程中的次级引发相同。     

杨梅型高分子载体催化剂的研究I.聚羧酸氧钒-硫脲引发丙烯腈聚合动力学

使用了一种有特殊形态结构的均相化非均相催化剂——杨梅型聚羧酸氧钒(Ⅳ)(PV)与硫脲(TU)组成的氧化还原体系,引发硝酸溶液中丙烯腈(AN)的聚合反应。在实验条件下,得到表现聚合速度的关系式如式(1)。PV(Ⅳ)-TU体系引发丙烯腈和丙烯酸甲酯(MA)共聚合的结果,表明反应按自由基机理进行。 硫酸氧钒(Ⅳ)与硫脲的组合不能引发丙烯腈聚合,但杨梅型聚羧酸氧钒(Ⅳ)在羧基配位体的协同作用下,极容易通过络合物内部的电子转移被氧化成五价钒而有较高的引发活性。这一氧化过程被大分子链效应所促进。大分子链的空间阻碍使链终止反应遵循双分子历程而不是通过向钒(Ⅴ)转移的方式进行。这些异常的行为从硫酸氧钒(Ⅳ)、异丁酸氧钒(Ⅳ)和聚甲基丙烯酸氧钒(Ⅳ)的模拟试验,以及VO_2~+-TU氧化还原体系引发硝酸溶液中丙烯腈聚合动力学的研究结果所证实。     

电引发丙烯腈聚合

以Pb为阴极，Pt为阳极，在特别设计的电解池阴极区内，电引发硝酸溶液中丙烯腈（AN）后聚合。动力学研究表明，聚合速度与电解电量和硝酸浓度成直线关系，与单体浓度的平方成正比。根据聚合物溶液浓度对光密度关系，认为聚合作用是由AN－HNO3络合物在阴极上俘获电子后产生的硝基丙腈自由基所引发。     

钒(V)—硫脲氧化还原体系引发丙烯腈聚合的研究 Ⅱ.硫脲在引发聚合中的行为

研究了钒(V)—硫脲氧化还原体系在硝酸溶液中引发丙烯腈聚合动力学,发现硫脲浓度对丙烯腈聚合速度关系曲线上出现两次突跃,第一次突跃相当于在[TU]/[V~(5+)]=0.5～1摩尔比,第二次突跃发生在[TU]/[V~(5+)]=3～4摩尔比的位置上。说明在[TU]/[V~(5+)]摩尔比不同的情况下,作为引发种的V~(5+)—TU络合物的结构和引发历程也不相同。本文在此基础上提出了络合引发机理。     

笼形聚羧酸钒(Ⅳ)—硫脲体系引发丙烯腈聚合动力学

研究了笼形聚羧酸钒(PV)-硫脲(TU)体系在硝酸溶液中引发丙烯腈(AN)聚合动力学。表观聚合速度(R_p)是 R_p=9.7×10~5e~(-10500)/RT[AN]~1.0[PV]~0.50[TU]~0.76[HNO_3]~1.5聚合诱导期(τ)随反应条件而变化,聚合温度越高,引发种浓度越大,聚合诱导期越短,但与单体浓度的变化无关。 1/τ=4.6×10~(12)e~(-13500)/RT[AN]~0[PV][TU]~(-3/2)[HNO_3]~3=K_τ·R_i聚合物分子量随单体浓度增大而提高,但随聚合温度及引发种浓度增大而下降,即 笼形聚羧酸钒—硫脲体系引发丙烯腈聚合的动力学参数和引发机理与杨梅型聚羧酸钒—硫脲体系在相同的条件下引发聚合的行为有明显的区别,认为是和两种树脂大分子链的空间结构所引起的传质阻力有关。     

丙烯腈在金属镁引发下的聚合动力学

研究了金属镁在硝酸溶液中引发丙烯腈的聚合反应。实验结果表明,聚合速度与金属镁的用量无关,并且当[HNO_3]>[AN]时服从下列关系式: R_p=1.91×10~5e~(-15000/RT)[Mg]~0[AN]~(2.2)[HNO_3]~(0.45) 丙烯腈-丙烯酸甲酯的共聚试验证明,聚合反应是按自由基机理进行。     

聚合物负载钒(Ⅴ)-硫脲氧化还原体系引发丙烯酸甲酯的聚合动力学

在乙烯基聚合体系中,高分子化合物的存在将对聚合过程及反应机理产生不同程度的影响.我们曾以季胺型阴离子交换树脂负载五价钒氧离子在硝酸溶液中引发丙烯腈聚合,发现离子交换树脂对解离并酸化了的钒氧离子有强烈的束缚作用,改变了链引发和链终止过程.     

钒(V)—硫脲氧化还原体系引发丙烯腈聚合的研究 Ⅰ.聚合动力学

研究了钒(V)—硫脲氧化还原体系在硝酸溶液中引发丙烯腈的聚合反应.表观聚合速度是:R_p=2.80×10~5e~(-14000/RJ)[AN]~(2.2)[HNO_3]~(0102)[V~(5+)~(0～1/3)[TU]~(0～4/3),实验结果表明钒(V)和硫脲产生引发种是一个相当复杂的过程。     

聚丙烯基聚偕氨肟—硫脲络合物引发丙烯腈聚合动力学及机理

研究了硝酸溶液中聚丙烯基聚偕氨肟(PPAO)—硫脲(TU)络合物引发丙烯腈(AN)聚合动力学。在[TU]/[PPAO]<0.5摩尔比的条件下,表观聚合速度(R_p)是R_p=9.1×10~4e~(-45.2k J/RT)[AN]~(2.0)[HNO_3]~(1.5)[TU]~(1.0)聚合物分子量随聚合温度升高而下降,并与硝酸浓度的1.5次方和硫脲浓度的1.0次方成反比,与丙烯腈浓度和 PPAO 浓度无关。可表示为_m=K·1/T·(1/[HNO_3]~(1.5)[TU]~(1.0))=K_M·1/T·(R_p/R_t)根据实验结果,提出了“络合—质子转移”引发机理。     

聚偕氨肟—硫脲络合物的组成对丙烯腈聚合的影响

在聚丙烯基聚偕氨肟(PPAO)—硫脲(TU)体系引发丙烯腈(AN)聚合过程中,将 c(TU)/c(PPAO)摩尔比调节在0.5以上,可以观察到 PPAO、硫脲和硝酸浓度的变化对聚合速度都不产生实质性的影响,但聚合诱导期则随 c(TU)/c(PPAO)摩尔比增大而延长。根据实验结果,得表观聚合速度R_p=2.07e~(-32.6KJ/RT)c~(2.0)(AN)碰撞频率因子极低和引发体系的零级反应是链自由基向初级自由基碰撞终止的特征。     

碳酸乙烯酯溶剂中丙烯腈的聚合行为

以碳酸乙烯酯为溶剂,偶氮二异丁腈（AIBN）为引发剂,采用溶液自由基聚合的方法对丙烯腈(AN)均聚合、丙烯腈/衣康酸(AN/IA)二元共聚及丙烯腈/衣康酸/丙烯酸甲酯(AN/IA/MA)三元共聚合进行了研究。 考察了反应温度对丙烯腈均聚合,以及聚合单体浓度对丙烯腈共聚合的影响,在60 ℃合成了相对分子质量高于4.5×105、单体转化率高于85%的丙烯腈均聚物及共聚物。 采用正十二烷基硫醇（DDT）和甲酰基哌啶（FP）作为链转移剂,对AN均聚物、AN/IA及AN/IA/MA共聚物的相对分子质量进行调控,考察了链转移剂浓度对聚合物相对分子质量和单体转化率的影响。 结果表明,w(DDT)为0.25%时（以单体质量计）,聚合物相对分子质量可有效调节到1×105,而单体转化率保持在80%以上。     

阴离子交换树脂负载钒(V)—硫脲氧化还原体系引发丙烯腈聚合的研究

用负载偏钒酸根的强碱性阴离子交换树脂(PV)与硫脲(TU)组成氧化还原体系在硝酸溶液中引发丙烯腈(AN)聚合,表观聚合速度是: R=1.92×10~4e~(-6860)/RT[AN]~(1.2)[RV]~(0.44)[TU]~(1.8)[HNO_ 3]~(1.0)聚合动力学参数与V~(6+)—TU体系所得者不同,表明初级自由基的产生受扩散控制因素的重要影响,并且载体树脂在聚合过程中存在着强烈的大分子场效应。聚合诱导期(ι)与引发速度成反比。聚合物分子量与聚合速度成正比,与终止速度和聚合温度成反比。加料方式实验再一次表明了引发种是由五价钒和硫脲络合和/或缔合所产生而不是和异硫脲结合的结果。本文讨论了引发聚合机理。     

丙烯腈和丙烯酰胺在浓硫氰酸钠水溶液中的共聚合

本文研究了丙烯腈和丙烯酰胺在52％NaSCN水溶液中的共聚合,主要就介质的pH值对共聚合反应的影响做了初步的探讨. 实验采用克分子比为15:85的丙烯酰胺(AAm)和丙烯腈(AN)的单体组成以偶氮二异丁腈(ABN)作为引发剂.在52％NaSCN水溶液中配成8%的溶液,用硫酸、氢氧化钠、醋酸调至所要的pH值,pH值是用雷磁24型酸度计测量的.在聚合管中,通氮除掉体     

硫氰化钠对过氧化物引发丙烯腈水溶液聚合的影响

<正> 关于硫氰化物对丙烯腈聚合的影响,早期的报道认为对过硫酸盐引发丙烯腈水溶液聚合时,硫氰化钾起阻聚作用.但丙烯腈在浓硫氰化钠水溶液中,可顺利地用偶氮双异丁腈(AIBN)、光、叔丁基过氧化氢(TBH)或TBH-醇胺引发聚合,在这些聚合反应中硫氰化钠无阻聚或缓聚作用.为了弄清硫氰化钠的影响,我们比较系统地研究硫氰化钠对丙烯腈水溶液聚合的影响.实验结果表明,其影响与所用的引发剂有关.如用TBH时,硫氰化钠起活化作用,缩短反应的诱导期,提高聚合速度与转化率,30—50℃     

杨梅形聚肟偕亚氨二乙酸钒(Ⅳ)—硫脲体系引发丙烯腈聚合的研究

研究了杨梅形聚肟偕亚氨二乙酸树脂负载VO~(2+)(PV)与疏脲(TU)组合在硝酸溶液中引发丙烯腈(AN)的聚合反应。在实验条件下,表观聚全速度可表示为 R_p=1.91×10~5e~(-45.0/RT)c~(1.9)(AN)c~(1.0)(HNO_3)c~(0.60)(PV)c~(1.50)(TU) 聚合诱导期(τ)与反应物浓度和聚合温度关系是 1/τ=8.27×10~7e~(-38.3/RT)c~(1.9)(HNO_3)c~(0.60)(PV)C~(1.50)(TU)=K_τ;·R_i/R_p 在酸性介质中,氨羧基的协同作用促使键合的VO~(2+)氧化为VO_2~+,随后硫脲配位并通过氢桥缔合,后者分解生成初级自由基,引发丙烯腈的聚合反应。     

聚(苯乙烯-丙烯酸)-氯化铜配合物催化引发丙烯腈聚合的研究

将聚(苯乙烯-丙烯酸)(PSAA)(Mw=3500)与氯化铜在异丙醇溶液中反应得到一种配位聚合物膜聚(苯乙烯-丙烯酸)-氯化铜(PSAA-Cu(Ⅱ)).研究丙烯腈(AN)在该配位聚合物膜、HSO3-和水体系(温度为55℃)催化引发作用下的聚合反应历程.AN在上述的催化引发体系中是按照自由基加聚反应历程进行聚合的,PSAA-Cu(Ⅱ)在催化引发体系中起着催化剂的配位催化作用.讨论了温度、Na2SO3浓度、AN浓度和PSAA-Cu(Ⅱ)膜用量对聚合速率、诱导时间的影响.实验结果表明,配合物PSAA-Cu(Ⅱ)膜催化引发AN聚合的诱导期为128s,反应24h后PAN产率为75.6%,Mw=2.18×104和Mn=1.12×104,多分散性系数为1.95.     

二过碘酸合银(Ⅲ)络离子氧化还原引发丙烯酰胺聚合反应动力学的研究

二过碘酸合银[Ag(Ⅲ)]在氧化还原反应中为双电子转移反应,没有中间自由基产生,不能引发丙烯腈聚合^[1,2].我们发现,Ag(Ⅲ)与不同还原剂组成氧化还原体系,在一定条件下,能引发烯类单体聚合.本文研究了Ag(Ⅲ)为氧化剂、丙烯酰胺(AM)为还原剂引发AM聚合反应的动力学,得到了聚合速率方程和表观活化能,测得了聚合物分子量M,探讨了引发机理.     

较高等规度丙烯腈成纤聚合物的合成

以无水氯化镁为添加剂,考察了不同条件下的丙烯腈聚合反应,研究了溶剂种类、聚合温度和氯化镁与丙烯腈的摩尔配比对聚合反应及聚合物等规度的影响,并确定了最佳反应条件,正己烷为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚合温度为60℃,氯化镁与丙烯腈的摩尔比为2∶1.在此条件下,研究了单体浓度和引发剂浓度对丙烯腈(AN)均聚合、丙烯腈/衣康酸(AN/IA)二元共聚合和丙烯腈/衣康酸/丙烯酸甲酯(AN/IA/MA)三元共聚合反应的影响,并获得了较高等规度(三单元组全同分数30.2%～55.9%)的丙烯腈均聚物和共聚物.不同等规度的丙烯腈聚合物的热分析(DSC及TGA)表明,随着聚合物等规度的提高,聚合物的环化放热峰值温度向高温区移动,而且随着聚合物等规度的提高,环化放热峰变宽.随着聚合物等规度的提高,聚合物的热稳定性变差,热失重增加,碳收率降低.     

笼形聚肟偕亚氨二乙酸钒(Ⅳ)-硫脲体系引发丙烯腈聚合的研究

研究了笼形聚肟偕亚氨二乙酸钒(CPV)-硫脲(TU)体系在硝酸溶液中引发丙烯腈(AN)聚合反应.表观聚合速度(R_P)是 R_P=1.0×10~8e~(-10.500/RT)[AN]~(1.0)[CPV]~(1.0)[TU]~(1.5)[HNO_3]~(3.0) 聚合诱导期(τ)随反应温度和物料浓度发生变化,可表示为 1/τ=5.2×10~9e~(-12.800/RT)[AN]~1.0[CPV]~1.0[TU]~1.5[HNO_3]~3.0实验结果表明,聚合反应以单基终止为特征,可能是和高分子载体较大的空间位阻有关.     

基团转移聚合的新引发剂——3-乙氧基-3-三甲基硅氧基丙烯腈

合成了一种基团转移聚合(GTP)的新引发剂:3-乙氧基-3-三甲基硅氧基丙烯腈(ETSAN),合成在室温下进行且原料简单.用IR、MS、¹HNMR及¹³CNMR方法对新引发剂进行了测定.ETSAN可引发丙烯腈发生暴聚反应,也能使丙烯酸酯类单体快速聚合.此外,分析了GTP引发剂及活性链遇水易分解的特性,解释了GTP反应速度快与试剂纯度要求高的内在联系,给出了用ETSAN引发丙烯腈和丙烯酸酯的GTP过程反应式。