甲基丙烯酸烯丙酯改性水性丙烯酸-聚氨酯分散体的合成与性能

以甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)为交联单体,采用原位聚合法工艺合成具有高消光效率的水性丙烯酸–聚氨酯(PUA)分散体并制成水性亚光涂料。通过红外光谱确定了PUA分散体的合成。研究了AMA单体用量对PUA分散体和涂膜性能的影响,并对比了AMA与甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、二乙烯基苯(DVB)、双丙酮丙烯酰胺/己二酰肼(DAAM/ADH)交联体系对PUA分散体的粒径、粒径分布以及PUA涂膜消光效率的影响。研究发现:随着AMA单体用量的增加,PUA分散体的pH值逐渐下降,粒径增大,黏度逐渐降低。由于交联密度的增加,PUA涂膜的摆杆硬度升高,耐碱和耐醇性能也得到提高。采用AMA交联获得的PUA分散体粒径分布更窄,消光效率更高,制备的水性亚光涂料的光泽最低。

相转移催化合成甲基丙烯酸烯丙酯

采用3-氯丙烯和甲基丙烯酸钠为原料,以溴化十六烷基三甲基铵为相转移催化剂,合成了甲基丙烯酸烯丙酯。产物经红外光谱、核磁共振氢谱和质谱表征。考察了反应溶剂、原料摩尔比、催化剂用量、反应温度和反应时间对反应收率的影响。当甲基丙烯酸钠和3-氯丙烯的摩尔比为1∶2.5,催化剂和对苯醌阻聚剂用量分别为甲基丙烯酸钠质量的3%和0.5%,以二甲亚砜为反应溶剂且其体积用量为3-氯丙烯体积的2.25倍时,于50℃搅拌反应3 h,可使甲基丙烯酸烯丙酯摩尔收率达到85%。

甲基丙烯酸烯丙酯的合成

采用3-氯丙烯和甲基丙烯酸钾为原料,分别以4-二甲氨基吡啶和对苯醌为催化剂和阻聚剂,在二甲亚砜溶剂中较高收率地合成了甲基丙烯酸烯丙酯。产物经红外光谱、核磁共振氢谱和质谱表征。探索了最佳合成条件,当甲基丙烯酸钾和3-氯丙烯的摩尔比为1:2.5,催化剂和阻聚剂用量分别为甲基丙烯酸钾的1 wt%和0.4 wt%,反应溶剂用量为3-氯丙烯体积的2.25-2.5倍时,在50℃下反应4 h,收率可达84%。

酯交换法合成甲基丙烯酸烯丙酯

采用对甲苯磺酸为催化剂,以甲基丙烯酸甲酯(Methyl methacrylate,MMA)和烯丙醇为原料,通过酯交换法合成了甲基丙烯酸烯丙酯。产物经红外光谱、核磁共振氢谱和质谱表征。考察了催化剂种类及用量、原料摩尔比、反应时间和阻聚剂用量对反应转化率的影响。当采用对甲苯磺酸为催化剂且其用量为反应物MMA与烯丙醇总质量的3.0%,MMA与烯丙醇的摩尔比为3﹕1,阻聚剂吩噻嗪用量为反应物总质量的0.05%,反应时间为3.5 h时,反应转化率可达82%。

膦腈碱催化甲基丙烯酸烯丙酯的基团转移聚合反应

利用膦腈碱(t-BuP4)为催化剂在室温下催化甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)的进行基团转移聚合(GTP)反应,制备含悬垂双键的线型聚合物,并通过核磁(1 H NMR)、红外(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)等对其进行分析和表征。结果表明t-BuP4催化AMA的GTP反应1h内,单体转化率就接近100%;聚合反应是通过AMA上的甲基丙烯酸酯双键进行,烯丙基双键不参与聚合反应;所得聚合物Mark-Houwink常数为0.75;使用极性溶剂更有利于加强聚合反应的可控性。

膦腈碱催化甲基丙烯酸烯丙酯与甲基丙烯酸甲酯的负离子共聚反应

室温下以膦腈碱(t-Bu P4)为催化剂,催化甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)进行负离子共聚反应.用核磁(1H-NMR、13C-NMR)、红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)、示差扫描量热仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)等对聚合物结构和性能进行表征.结果发现,t-Bu P4能在室温下成功催化AMA与MMA的共聚反应,一步法合成结构可控的含悬垂双键共聚物.共聚反应中单体AMA和MMA的转化率均高于90%,且无交联或凝胶生成.通过NMR和FTIR对聚合物进行结构分析表明,AMA单体仅甲基丙烯酸酯双键参与聚合反应,烯丙基双键不参与聚合反应、无交联反应、环化反应等.聚合物中烯丙基结构单元的含量可通过体系中AMA/MMA的投料比调节.GPC结果表明所得共聚物分子量可控且分子量分布较窄.TGA和DSC结果表明,共聚物的热分解温度升高,玻璃化温度降低.

膨润土/聚甲基丙烯酸烯丙酯复合材料的制备

探究了钠基膨润土、钙基膨润土和有机膨润土分别与甲基丙烯酸烯丙酯交联后形成复合材料的实验条件.在200℃下,加入2%质量分数的膨润土与甲基丙烯酸烯丙酯在质量分数为3%的过硫酸钾溶液中聚合反应3 h,得到的钙基膨润土复合材料产率达到97%.从复合材料的扫描电镜图中可以看到几种不同形貌的孔隙结构,红外数据表征发现复合材料中存在C—O—膨润土结构,DSC和热重曲线表明复合材料的玻璃化转变温度有所提高,热分解温度提高47℃左右.

有机硅-丙烯酸酯共聚水乳液的制备研究

利用含氢硅油、甲基丙烯酸烯丙酯和丙烯酸酯单体制备有机硅-丙烯酸酯共聚水乳液,通过单因素分析对单体配比、乳化剂用量、有机硅含量等条件优化,并对材料进行渗透性、透气性测试,同时与B72进行性能对比。结果表明,有机硅含量为8%的有机硅-丙烯酸酯共聚水乳液的综合性能最佳。

γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基氯硅烷的合成

利用自制的催化剂C,通过甲基丙烯酸烯丙酯和二甲基氯硅烷的硅氢加成反应制备了γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基二甲基氯硅烷。与经典的Speier催化剂相比,自制催化剂具有更高的催化活性,显著地降低了反应温度,且缩短了反应时间,同时考察了反应条件对催化剂活性和反应结果的影响。

γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的合成研究

以甲基丙烯酸烯丙酯与三氯氢硅为原料,通过硅氢加成反应得到甲基丙烯酰氧基丙基三氯硅烷,再将它与甲醇醇解反应制备甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,讨论了影响硅氢加成反应、醇解反应的主要因素,并得出最佳合成工艺条件。

γ-(甲基丙烯酰氧基)丙基甲基二氯硅烷的合成

采用自制的Pt配合物催化剂,通过硅氢加成合成了新型功能硅烷偶联剂—γ-（甲基丙烯酰氧基）丙基甲基二氯硅烷,利用元素分析、IR、1HNMR对产物结构进行了表征。探讨了催化剂种类、催化剂用量、反应温度、反应时间、原料配比对产物产率的影响。当催化剂用量为45ppm,反应温度控制在70~75℃,反应时间为3.5h,甲基丙烯酸烯丙酯与甲基二氯硅烷的物质的量比为1.3：1时硅烷的收率达到85%以上。

核壳型P(BA-EHA)/PVC的合成与共混改性聚氯乙烯

采用传统的乳液聚合方法首先合成了交联型聚丙烯酸酯乳液,以其作为种子,进行氯乙烯乳液接枝聚合反应,得到了聚丙烯酸酯/聚氯乙烯复合粒子改性剂,用于聚氯乙烯的共混改性。通过粒径分析仪、动态力学分析、透射电镜等手段对复合粒子及其共混PVC材料进行了测试与表征。结果表明,复合粒子具有明显的核壳结构,粒径大小均一;动态力学分析显示,随着交联剂ALM A用量的增加,橡胶相核层与PVC壳层之间相容性明显改善;当种子乳化剂浓度为2 g/L、交联剂ALM A用量为2%时改性PVC材料综合性能最好。

新抗冲型ACR的合成与研究

采用种子乳液聚合法制备了含有PBA\PMMA\PS三种组分的丙烯酸酯类抗冲型改性剂ACR,在ACR的幔层结构中引入接枝剂甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)来完善幔层结构,从而实现核-壳之间良好的结合,用红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对ACR的组成和结构进行表征。研究结果表明:由PBA\PMMA\PS三组分构成的ACR在抗冲击性能上要略优于由简单的PBA\PMMA构成的ACR,苯乙烯单体(St)最多可以取代大约1/3壳层的甲基丙烯酸甲酯(MMA),甲基丙烯酸烯丙醋(ALMA)的引入对幔层结构的完善起了显著的作用。

具有光引发活性RAFT链转移剂的合成与应用

以4-溴甲基二苯甲酮,3-巯基丙酸和二硫化碳为原料合成了RAFT链转移剂——3-(4-苯甲酰基苯基甲硫基硫代羰基硫基)丙酸(2),产率91.5%,其结构经NMR,IR和元素分析表征。以2为RAFT链转移剂和光引发剂,通过甲基丙烯酸烯丙酯的乳液聚合制得反应性聚甲基丙烯酸烯丙酯。

含悬垂双键超支化聚合物的一步法合成

以膦腈碱(t-BuP4)为催化剂,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为自引发单体,甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)为共聚单体,通过自缩合阴离子聚合反应,在室温下一步法合成含悬垂双键的超支化聚合物。用核磁(H NMR)、三检测体积排阻色谱仪(TD-SEC)、示差扫描量热仪(DSC)和热失重分析仪(TGA)对聚合物结构和性能进行测试和表征。结果表明,t-BuP4能在常温下催化HEMA和AMA的自缩合阴离子共聚合,制备含悬垂双键的超支化聚合物。反应过程中AMA单体转化率高达95%,体系无交联。合成支化聚合物的玻璃化转变温度约为30.4℃,其特性黏度小于同分子质量的线型聚合物,其Zimm支化因子g’的值小于1。

接枝剂对PBA/P(MMA-ITA)核壳粒子的制备影响及其增韧聚酰胺6的研究

研究了接枝剂甲基丙烯酸烯丙酯(ALMA)对聚丙烯酸丁酯/聚(甲基丙烯酸甲酯-衣康酸)[PBA/P(MMA-ITA)]核壳粒子的制备及其增韧聚酰胺6的影响,探讨了ALMA用量对核壳粒尺寸、凝胶含量及其共混物力学性能和加工性能的影响。结果表明,核壳乳胶粒子具有明显的核壳结构,尺寸在340 nm左右且分布均匀;接枝剂提高了核壳粒子的凝胶含量,但对粒子尺寸影响不大;ALMA用量为1 mL时,共混物的冲击强度提高近20%,同时共混物的结晶度由18.5%下降到16.2%,熔点由225.0℃下降到217.3℃。通过SEM对共混物冲击断面的观察发现,核壳粒子的引入使共混物由脆性断裂向韧性断裂转变。

新抗冲型ACR的合成与研究

采用种子乳液聚合法制备了含有PBA＼PMMA＼PS三种组分的丙烯酸酯类抗冲型改性剂ACR，在ACR的幔层结构中引入接枝剂甲基丙烯酸烯丙酯（ALMA）来完善幔层结构，从而实现核一壳之间良好的结合，用红外光谱（FTIR）和差示扫描量热法（DSC）对ACR的组成和结构进行表征。研究结果表明：由PBA＼PMMA＼PS三组分构成的ACR在抗冲击性能上要略优于由简单的PBA＼PMMA构成的ACR，苯乙烯单体（St）最多可以取代大约1／3壳层的甲基丙烯酸甲酯（MMA），甲基丙烯酸烯丙酯（ALMA）的引入对幔层结构的完善起了显著的作用。

可逆络合聚合制备含悬垂双键超支化聚合物

在偶氮二异庚腈(V65)引发甲基丙烯酸烯丙酯(AMA)的传统自由基聚合体系中加入少量碘单质(I2)和碘化钠(NaI)就成功实现了AMA的"活性"/可控聚合,一步法制备了含大量悬垂双键的超支化聚合物。通过核磁共振(NMR)和三检测凝胶渗透色谱(TD-GPC)对所得聚合物的结构和聚合反应过程进行了分析和表征。结果表明,在此体系中AMA的转化率为81.9%时无交联反应发生,所得超支化聚合物数均相对分子质量为1.11×104,相对分子质量分布为6.62,其特性黏数和流体力学半径均小于相同相对分子质量的线型聚合物,具有明显的支化结构。在聚合反应过程中,单体转化率与反应时间呈一级动力学规律,具有典型的活性聚合特征。