谁知道这材料是干什么用的?具体的化学原理是什么?
以烯丙胺盐酸盐(AH)为单体,过硫酸铵/亚硫酸氢钠为氧化还原引发剂体系,采用本体聚合法合成了聚烯丙胺(PAH)。用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、核磁共振光谱仪(NMR)和热重分析仪(TGA)研究了聚合物的结构和性能。同时,考察了引发剂用量对聚合转化率和聚合物相对粘度的影响。结果表明,红外光谱中998cm-1处的碳碳双键特征吸收峰消失,核磁共振谱中聚合物和单体的峰形、峰面积和化学位移明显不同,证明AH聚合形成PAH。PAH分解分两个阶段,在650℃时完全分解,具有较高的热稳定性。随着引发剂用量的增加,单体转化率增加,聚合物的相对粘度降低。当引发剂用量为单体质量的20%时,单体转化率和聚合物的相对粘度分别为42.65438±0%和65438±0.0348。聚烯丙胺盐酸盐;本体聚合;热稳定性;相对粘度为1的聚烯丙胺(PAH)是一种带有伯胺基的聚合物电解质。由于氨基的高反应性,多环芳烃可以很容易地改性得到功能高分子材料,用于造纸[1],水处理和金属络合。也广泛应用于自组装[2-3],催化[4],膜分离[5],交换树脂[6],水凝胶[7],微胶囊[8],复合材料[9]。由于烯丙基化合物在自由基聚合过程中链转移严重[10],特别是氨基的存在加剧了链转移,烯丙胺(AH)直接聚合不能得到PAH[11]。PAH的合成主要有两种方法:一种是高分子材料的化学改性[12];第二种是无机酸盐在烯丙胺中的自由基聚合[14-15]。20世纪40年代,Parker等人[12]研究了聚丙烯腈催化加氢合成PAH,但产物结构复杂,往往含有氰基、氨基和亚氨基。Panzer等人[13]使用聚氯丙烯与三甲胺反应得到的高分子季铵盐作为絮凝剂。由于聚合物化学改性反应条件的限制,只能得到含有一定量氨基的产物。鉴于此,1976卡巴诺夫等人用60Co在磷酸中引发获得PAH,但转化率低。1984 Harada[14]发现2,2’-偶氮-二-(2-甲基丙二胺)盐酸盐等水溶性偶氮类引发剂在水中非常容易引发烯丙胺聚合,转化率高,但这些引发剂价格昂贵,用量大,目前尚未在工业上应用。而欧洲专利[15]报道了以金属盐酸盐/H2O2为引发剂体系,焦磷酸钠为络合剂,通过烯丙胺聚合可以得到PAH,但聚合度不高。基于这几种方法的优缺点,本文采用第二种方法制备PAH,即在烯丙胺中进行无机酸盐的自由基聚合。由于引发剂和单体易得,价格低廉,反应条件简单,转化率高,可以得到高分子量的PAH。2.2.1实验部分使用的试剂和仪器:烯丙胺(山东鲁玉娥化工有限公司,含量≥99.5%);浓盐酸(天津华东试剂厂,AR);过硫酸钾(K2S2O8,天津华东试剂厂,AR)通过从蒸馏水中重结晶来精制。过硫酸铵((NH4)2S2O8,天津(香港)信通精细化工有限公司,AR),用蒸馏水重结晶精制;亚硫酸氢钠(NaHSO3,天津天达净化材料精细化工厂,AR);甲醇(CH3OH,天津华东试剂厂,AR);氢氧化钠(NaOH,天津北方天一化学试剂厂,AR);去离子水。所用仪器:傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR,NICOLET380,美国Thermo electron公司),超导核磁共振光谱仪(NMR,AVANCE400,德国BRUKER公司),热重分析仪(TGA,Pyris 6,美国Perkin-Elmer公司),乌氏粘度计。2.2聚合机理烯丙胺聚合属于自由基链均聚反应,聚合过程中链转移严重,难以获得高分子量PAH。本实验将烯丙胺转化为盐酸盐,使氨基变成铵离子,增强其电吸收,有利于聚合反应。氧化还原引发剂热分解产生自由基引发单体聚合,反应式如下:2.3合成工艺:将26.5mL烯丙胺加入三口瓶中,在0-4℃滴加31ml浓盐酸,得到pH为5.0的烯丙胺溶液[16],减压浓缩至所需浓度(70%)。然后,将20mL上述溶液加入到三口瓶中,在磁力搅拌下加热至50℃,用氮气脱氧0.5h,然后加入K2S2O8(或(NH4)2S2O8)和NaHSO3(物质的摩尔比为1: 1),在50℃聚合24h,得到黄色粘稠液体。将粘稠液体滴入120mL甲醇中,搅拌,析出淡黄色粉末状固体,抽滤,即得产品。加入少量水使其溶解,用1mol/L NaOH溶液调节pH至弱碱性,然后加入200mL水进行真空蒸馏,当得到黄色粘稠液体时停止蒸馏。溶液用甲醇沉淀,再用少量水-甲醇溶解一次,抽滤得到淡黄色粉末。在50℃真空(真空度0.65438±0 MPa)下干燥24小时,称重计算转化率。
对答辩人的补充2009-06-08 16:04 2.4结构表征和性能测试2.4.1转化率的测定:称取真空干燥后的产品,按下式计算转化率(c %):c % =产品质量/烯丙胺质量× 100% 2.4。将烯丙胺溶液涂在KBr片上进行傅里叶变换红外光谱分析。2.4.3核磁共振谱分析:单体和聚合物用1HNMR分析,溶剂为D2O。2.4.4聚合物热稳定性试验:在流速为20mL/min的氮气气氛下,以20℃/min的速率将干燥样品从30℃加热至800℃,记录样品的热失重行为。2.4.5聚合物相对粘度的测定:用乌氏粘度计测定聚合物溶液的粘度。将0.25g聚合物溶于浓度为2mol/L的12.5mL NaCl溶液中,并转移至25mL容量瓶中,用去离子水定容。在30℃下保持20min,测量流动时间。重复三次,求平均值的相对粘数hr,hr=t/t0,其中t和t0分别为待测样品和1mol/L NaCl溶液在乌氏粘度计中的流动时间。