1. 研究目的与意义
(1)atrp法接枝改性纤维素过程进行研究,详细探讨催化剂、溶剂组成、反应温度、反应时间及单体种类和用量等工艺条件纤维素接枝率和接枝效率的影响。
(2)通过ftir、nmr、sem和tga等对接枝产物的结构和性能进行表征。
(3)探讨接枝产物的应用性能,对产物性能进行评价,挖掘其的潜在应用价值,为纤维素接枝共聚物的新性能的应用提供理论依据。
2. 国内外研究现状分析
纤维素是一种具有生物可降解性和环境协调性的天然高分子和可再生材料。在资源日益枯竭和环境污染严重的现代社会,纤维素及其衍生物有着举足轻重的地位。对纤维素进行修饰改性以更加充分地利用这种丰富的可再生原材料具有重大意义,是解决未来能源问题和环境问题的一个关键因素。
一种(或多种)单体在纤维素高分子主链上通过引发而生成直链的反应,称为纤维素的接枝。接枝反应也经常用于纤维的表面修饰,利用纤维素的羟基作为接枝点,将聚合物连接到纤维素骨架上,称为纤维素的接枝反应。依据接枝聚合物的结构、性质、相对分子质量的不同,可赋予纤维素多种性能和用途。
atrp,原子转移自由基聚合,是一种克服了传统自由基聚合的支链长度及分布不可控,接枝过程会发生断链等等问题的新的制备接枝共聚物的方法,可用于制备纤维素及其衍生物,应用广阔。atrp技术已经取得了很大的进展,而且作为一种可控聚合技术,集自由基聚合与活性/可控聚合的优点于一体。
3. 研究的基本内容与计划
2017年02月19日至02月28日,确定实验方案,分析atrp的实验机理。
2017年03月01日-03月31日,完成通过atrp法合成纤维素接枝共聚物的实验,并分别探究atrp法制备过程中催化剂用量、反应时间、反应温度和单体用量对纤维素接枝率和接枝效率的影响;
2017年04月01日-04月20日,通过正交实验,得到制备纤维素接枝共聚物的最佳工艺条件;通过红外分析,核磁分析,原子力显微镜分析,凝胶色谱分析和热性能分析等手段,对纤维素接枝共聚物的结构性能进行表征。
4. 研究创新点
ATRP 技术作为一种可控聚合技术,集自由基聚合与活性/可控聚合的优点于一体,既可以像自由基聚合那样进行本体、悬浮、溶液和乳液聚合,也可以像可控聚合那样合成各种指定结构的聚合物,有广阔的应用前景和实用价值。通过对制备纤维素接枝共聚物最佳工艺条件的探究,分析得到更佳有效的纤维素接枝共聚物的制备途径。
