第2期 陈瑶等:细乳液体系的MMA的RAFT活性聚合研究 剂略低.Choi等人的口胡研究表明,油溶性引发剂的引发 效果往往更好. 从表2可以看出,以AIBN引发的聚合体系,聚合物 分子量分布较窄;而APS或KPS则较宽.GPC测试结果 显示,以KPS引发的体系,聚合物有较宽的双峰,说明 KPS引发的体系中有多个活性中心.这可能是由于 AIBN直接溶于MMA液滴中,而APS或KPS需要一个 从水相到油相的迁移过程,引发效果受到.而且,由 水溶性引发剂引发所形成的低分子活性自由基易从反应 场所(乳胶粒)中析出,或者在水相中的引发剂自由基直 接引发单体成核,从而导致聚合物的分子量分布变宽. 2.3链转移剂与引发剂的摩尔比对体系的影响 图1在不同量口一CD下PMMA细乳液聚合体系 在MMA细乳液RAFT反应中,增加引发剂的量可以 中分子量和分散度随转化率变化 提高反应速率,但过高的引发剂用量又会使分子量分布变 Fig.1 The changes of molecular mass and molecular mass PD1 with conversion under 宽.同时,聚合体系要求RAFT试剂相对于引发剂足量.因 different content of p—CD 此,链转移剂与引发剂的摩尔比对RAFT聚合体系有较大 的影响.陈昊鸿_1 等发现链转移剂与引发剂的摩尔比为 表2在不同引发剂下MMA细乳液聚合结果 Table 2 The results of MMA miniemulsion polymerization 4:1时聚合效果较好,且与聚合实施方法无关. with different initiators 由图2可以看出,随引发剂AIBN用量增加,聚合反 引发剂 转化率/% PDI 应速率明显加快.聚合反应条件为: AIBN 7o.0 1.23 T一70 C. APS 88.0 2.O1 (MMA) (H2O)。 (SDS) 。 (HD): KPS 89.4 (AIBN): (j3一CD)一20:8O:0.4:0.2:0.02:0.08. 十 (CTA); (AIBN)(mole-,r ̄itio)一4:1;m(MMA) m (H20):m(SDS):m(HD):m(AIBN):m(8一CD)一20;8O 2.4乳化剂用量对体系的影响 :0.4:0.2;0.02:0.O8,T一7O℃. 在细乳液聚合中,一般采用离子型乳化剂.由于同性 离子相斥,可避免使小单体液滴相互碰撞形成大液滴,从 而起到稳定细乳液的作用.本研究采用阴离子型乳化剂 SDS实施乳化,SDS用量对体系的影响如表4所示. 由表3可以看出,在一定范围内,随SDS用量的增 加,乳化效果逐渐增强.当SDS用量为0.2 g时,反应中 有淡红色的絮状物粘在搅拌浆上.而当SDS取0.6 g时, 可以得到较为稳定的乳细液体系,分子量分布系数达 1.16,活性聚合特征更为明显. 2.5助稳定剂用量对体系的影响 细乳液体系本身处于热力学不稳定状态,使用了乳 化剂以及助稳定剂后,细乳液体系才能稳定.笔者采用助 图2不同链转移剂与引发剂的摩尔比条件下 稳定剂十六烷(HD),乳化剂SDS,有效地保证了体系的 MMA细乳液聚合体系动力学曲线 Fig.2 The kinetic curves of MMA miniemulsion 稳定.一定范围内增加HD的量,聚合物的活性聚合特征 polymerization under different mole ratio 更加明显,结果见表4. of chain transfer agent and initiators 2.6聚合温度对体系的影响 聚合温度可以影响引发剂分解速率常数,同时,对活性自由基向链转移剂的链转移反应速率常数也有影 响.因此,可以通过控制聚合温度达到对聚合过程控制的目的. 维普资讯 http://www.cqvip.com 136 中南林业科技大学学报 第28卷 表3在不同量的乳化剂下MMA细乳液聚合结果 表4在不同量的助稳定剂下MMA细乳液聚合结果 Table 3 The results of MMA miniemulsion polymerization Table 4 The results of MMA miniemulsion polymerization with different content of emulsifiers(SDS) with different content of co—stabilizer(HD) 十 H(CTA) (AIBN)(mole ratio)一4:1;m(MMA):m 十 (CTA) n(AIBN)(mole ratio):4:1;m(MMA):m (H20):m(HD)m(AIBN):m(B—CD)一20:80:0.2:0.02 (H20):m(SDS):m( CD)一20:80:0.4:0.08,T一 :0.08。T一70 C. 70℃. 本文中,研究了三种不同温度下的细乳液聚合过程, 聚合反应条件为: ,2(CTA)。,2(AIBN)(mole ratio)一4:1,T一70C, m(MMA):m(H,O) m(SDS)。m(HD):m (AIBN):m(8一CD)一20:8O:0.4:0.2:0.02:0.08, 结果如图3和表5所示.由此可以看出,在65~75 C 的温度区间内,温度升高,反应速率增加,而分子量的分 布并没有明显的变化. 表5在不同的温度下MMA细乳液聚合结果 Table 5 The results of MMA miniemulsion polymerization under different temperature 时间/min 图3在不同温度下MMA细乳液聚合转化率随时间变化 Fig.3 The changes of MMA miniemulsion polymerization conversion with conversion under different 十 (CTA): (AIBN)(mole ratio)一4{1;m(MMA);m(H20) temperature :m(SDS):m(HD):m(AIBN);m(6-CD)一20:80{0.4:0.2: 0.02:0.08,T一70℃. 3结论 在MMA的细乳液RAFT聚合中,加入 一CD作为增溶剂,成功解决了体系中常见的“漂红”问题,获得了稳 定的聚合过程,同时获得粒子分布更为均匀、聚合物分子量分布更窄的聚合物乳液.不同实验条件下的研究结 果表明,在增容剂 —CD存在时,采用油溶性引发剂AIBN可以获得比使用水溶性引发剂APS和KPS活性特征 更为明显的细乳液RAFT聚合过程. 参考文献: [1] Michael J,Monteiro M.Synthesis of butyl acrylate—styrene block copolymers in emulsion by reversible addition—fragmentation chain transfer:effect of surfactant migration upon film formatio[J]. 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(下转至第143页) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 占 珊等:基于CITYgreen的城市森林生态效益评估的应用 143 [27] Jeff De Witt,Eric Fowler,Kass Green.Report.Quantifying the Value of Urban Forest Land in Macon,GA[R].Macon—Bibb County Urban Ecological Analysis Fina1.2000. [28] 何兴元,胡志斌,金莹杉,等.沈阳城市森林结构与生态效益[J].中国城市林业,2003,1(3):28—35. [29] 李辉.基于CITYgreen的城市森林生态效益对比研究[D].哈尔滨:东北林业大学,2004. [3O] Bong—Ho Han,Kyong Jae I ee.As study on the analYsis of the physiological growth condition and improvement of street trees in Seoul[J]. Environmental Ecology,2001,10(1):39—48. [31] 李海梅,刘常富,何兴元,等.沈阳市行道树树种的选择与配置[J].生态学杂志,2003,22(5):157—160. [32] 韦美玉,赵[33] 张洪.都匀市市区行遭树配置结构分析[J].黔南民族师范学院学报,2004,(6):4O一43. 侃,张建英,陈英旭,等.基于土地利用变化的杭州市绿地生态服务价值CITYgreen模型评价[J].应用生态学报,2006,17(1O):1918~ 1922. [34] Lorenzo A B,Watson J,Wims D,et a1.Organizing plant materials in residential landscapes using CITYgreen[J].Proc.Fla.State Hort. Soc.,2006,(117):291—296. 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