联系大家 / Contact

  • 澳门威利斯人88038
  • 联系人:王伟
  • 电 话:0533-8299008 13280657534
  • 手 机:13280657534
  • 传 真:请填写您的传真
  • 邮 箱:sddachina@163.com
  • 网 址:http://www.sdcmcchina.com/
  • 地 址:山东省淄博市周村区开发区工业园16号

羧甲基纤维素甲基丙烯酸甲酯共聚物的合成

发布日期:2015-04-12 22:25:16
甲基丙烯酸甲酯
  对于丰富的天然纤维素资源,接枝共聚是一种有效的改 性技术。接枝共聚不但可以改性纤维素,也可以改性许多纤 维素衍生物11 3]。羧甲基纤维素是一种广泛用于制药、化妆 品、食品工业的改性水溶性纤维素,主要作用是黏合、浓缩、涂 膜。据报道,羧甲基纤维素可以在有机溶液中采用铈盐体系 引发进行甲基丙烯酸甲酯接枝共聚[4 '但是这种反应体系污染较大,成本 较高。若共聚物接枝率较高,亲水性较差,不利于乳化,成本 也较高;接枝率较低,耐候性较差,易大量流失,效果不好。笔 者设计开发了一种接枝率合适,可用于水泥和植物纤维一水 泥复合材料的增强剂和偶联剂。采用过硫酸钾引发甲基 丙烯酸甲酷单体与羧甲基纤维素在水中发生接枝共聚反应, 合成了羧甲基纤维素与甲基丙烯酸甲酷的共聚物(〔MC — ^ RMA),反应过程环境友好,成本较低。
  
  1材料与方法1 1原料及测试仪器羧甲基纤维素(CMC)羧甲基取代度为0 65化学纯,天 津市博迪化工有限企业。甲基丙烯酸甲酷(MMA)分析纯, 天津市巴斯夫化工有限企业。过硫酸钾,分析纯,天津市东方 化工厂。乙醇(95%),分析纯,天津市天力化学试剂有限公 司。三氯甲燒,分析纯,天津市博迪化工有限企业。红外光谱仪型号为Nic〇eMAGNA — R560 X射线衍射仪型号为曰本 理学D/MAX 2200VPC热分析仪器型号为Pekin — Emer TGA — 7。电镜为QUANTA200型环境扫描电子显微镜。
  
  12方法在装有搅拌装置、温度计、球型冷凝管、氮气套管的2 000 mL 四口瓶中,加入60 gCMC和1000 ml水充分搅拌使(MC溶 解,用电热套控制温度在(80±1)U通氮气以除去体系中的 氧。30min后加入过硫酸钾3 00 g使羧甲基纤维素((MC)与过 硫酸钾反应10mn后,再加入30g甲基丙烯酸甲酷(MMA)恒速 搅拌反应3 h结束反应,得到产品为白色乳液.
  
  利用傅立叶变换红外光谱对接枝聚合物进行表征。试样用 三氯甲烷、去离子水清洗干燥后用溴化钾压片,进行红外分析。
  
  X射线衍射实验中,试样用三氯甲烷、去离子水清洗干燥 后在80°C的烘箱中干燥3 h然后过200目筛。室温下,设定 20从3° ~ 80°进行扫描。
  
  热分析实验中,保护气为氮气,升温速率为5°C/mn在 30°C下保持1mn温度区间为30~640°Q采用扫描电镜观察试样的微观结构。用羧甲基纤维素溶 液和共聚物乳液在光滑的玻璃板上涂膜,放在干燥器中室温 干燥24h然后在15kV下用扫描电镜观察。并用电镜上的X 射线能量散射设备分析试样表面的元素组成。元素分析的结 果用于测量共聚物中羧甲基纤维素和甲基丙烯酸甲酷结构单 元的比例。
  
  2结果与分析21傅立叶红外光谱分析图1是(MC: PVMA和产物(MC — ^ PMMA的红外光波数/ cm-1CMC HMMA和(MC — &-HMMA的傅立叶红外光谱元素随氢.氧一起流失,没能像CMC形成稳定致密的碳层,热 稳定性和阻燃性能较差。
  
  谱图,傅立叶变换红外光谱结果证明了接枝反应成功。在 (MC的红外谱图中,1616 3 m 1处的强吸取是羧酸盐中〇- d〇的共轭伸缩振动,说明CMC是在碱性条件下以钠盐形 式存在的,此时CMC拥有更好的溶解性。3 492 6 m !处的 吸取带是一〇H基团伸缩振动的结果。2 938 2 m |是〔I H 的伸缩振动。1 427. 5 m |和i 310 4 m |分别是一 tH2和一OH的弯曲振动。1 140 8、1 063 57 和 1 024 1 m |是 CI 2 2热重分析热重分析的结果用于评价化学修饰是否影响羧甲基纤维 素的热稳定性。通过找基线和分解曲线的交点确定初始分解 温度110 12]。
  
  〔MC的初始分解温度为245°C (如图2所示)此时具有 较高的热解速率。400 °C时,热解反应基本完成,质量剩余 66%。在整个热分解反应中,质量损失主要集中在245-400 C这一较窄的温度范围内。CMC在达到分解温度后迅速分 解,并且具有较高的残碳量。这说明〔MC的热分解过程主要 以氢.氧脱去形成水的方式为主,并有很好的成碳效果。
  
  的热稳定性差。HMMA的热解反应可以分为两部分。首先是 以支链的热解为主,温度179 -220C这个过程有10%的质 量损失;从220-280C质量没有改变。第二部分,280C以 后,EMMA迅速分解;410C时热解反应完成。PMMA的热分 解过程比较彻底,几乎没有质量残留,表明在分解过程中,碳 〇- C伸缩振动,为纤维素醚环状结构的特征吸取带。CMC— &-MMA的红外谱图,1616 3 m |处的强吸取依然存在,并 且在1 732 6 m |处出现强烈吸取,产物中不但有CMC中的 (:一(一0的共轭伸缩振动,还增加了来自甲基丙烯酸甲酯中 非共轭羰基的吸取峰( 1732 6 m |),证明甲基丙烯酸甲酯 己经被成功接枝到羧甲基纤维素上。
  
  示),与〔MC的初始分解温试验相似。接枝物没有在179C 出现PMA的热解峰。可能是接枝物的结晶结构增加了热 稳定性。CMC — g-EMMA在290C出现第一个质量损失峰, CMC — g-EMMA在350 C以前热解反应历程接近于CMC 35 0 C以后,CMC — g- EMA出现了 EMMA所具有的热解 峰。500 C时,CMC — g- EMMA的热解反应完成,剩余质量 为29%。(MC — g-EMMA的残碳量介于CMC和MMA之 间,MMA的引入降低了 CMC — fEMMA的残碳量。
  
  23 X射线衍射分析试样的X射线衍射谱图见图5图6作为一种水溶性高 分子,CMC的结晶率为54 35%。较高的结晶率说明〔MC晶 体中,CMC分子量的排列相对规整。纤维素(棉纤维)的结晶 度为70% -8(%113],羧甲基引入后,纤维素的空间位阻效应 变大,结晶度降低。
  
  不同于CC的X射线衍射谱图,接枝共聚物晶型某一部分 被改变谱图中的峰并不是明显尖峰结晶率为19 0%〔MC的1 2 3 4号峰与(MC- g- IMA的2 3、4 5号峰(表1和表 2)的峰位近似晶体的晶面距离相似,接枝共聚物仍保持有〔MC 的骨架结构接枝共聚并没有因为接枝MMA改变聚集态。
  
  表1羧甲基纤维素(CMC)的X射线衍射谱图的主要峰20/(°d/m强度20 064 4215602427. 223 271 4552231 582 83667510045. 322 0035685466 061 415028另外,纤维素结构的不均匀性使纤维素产生了可及区和 非可及区,反应首先趋向于发生在非结晶区,其次是结晶区的 表面。纤维素羧甲基化后,羧甲基的位阻效应使CMC的规则 度降低,产生更多非晶区,可及区增加。加入过硫酸钾后,可 产生更多自由基,提高了反应活性。CMC — g-IMA的谱图 与CMC谱图具有相同的峰位,证明MMA单体首先在CMC的 非晶表面区域发生了自由基聚合反应,然后发生链增长反应。 晶格的进一步破坏应是与MMA链增长反应同时进行的,即 甲基丙烯酸甲酯的链增长发生在接枝共聚之后。扩大了无定 型区的比例,从而结晶度降低[|4]。
  
  表2甲基纤维素与甲基丙烯酸甲酯的共聚物(CMC —g-IMA)X射线衍射谱图的主要峰20/(〇)d/nm强度n14 785 992 79810019 884 462 4388827 343 261 6646031 642 821 7916545 422 00954352 4表面形貌观察图7图8分别是(MC和CMC- g- IMA接枝共聚物 的扫描电镜照片。〔MC表面形态呈较均匀的颗粒,边缘较光 滑,堆积紧密。图7显示出大量彼此独立的颗粒.颗粒的大 小为3⑴~ 1C0O叫(MC由两亲性基团组成,水溶液中,疏 水性的纤维素链段进入胶束内部,亲水性的羧甲基朝向胶束 外部。涂膜后,胶束析出,形成颗粒。
  
  图7羧甲基纤维素的扫描电子显微镜照片接枝共聚之后,(MC — g-IMA表面出现棱角,形态较 CMC变化不大,仍为颗粒,颗粒大小为600~1000叫较(MC颗 粒变大颗粒间距离也增大。MMA单体加入反应体系后,〔MC 因两亲性易于使MMA与〔MC亲和并发生自由基反应以上特征均表明接枝共聚反应的发生。乙烯基单体接枝 到水溶性高分子的反应历程为乳液聚合,在接枝反应过程中, 水溶液使产物的胶束分散。每个胶束由疏水性的IMA核 心与亲水性的CMC外部组成。两亲的CMC—g-IMA链使 聚合物乳液比较稳定,所以共聚物的颗粒较大。
  
  2 5 X射线散射能量分析在X射线散射能量分析谱图中,峰高与元素物质的量呈 正比例关系^(MC与MMA的碳氧比不同。利用(MCMMA与CMC — g-IMA的碳氧的物质的量即可求出聚合物组 成。所以有以下关系式:a( 1-/1))= n/l式中:a为比例系数;C为谱图中碳峰的强度;I为谱图中氧 峰的强度;1n为化合物中碳原子数量,个;n〇为化合物中氧原 子数量,个。
  
  图8 CMG-&-HMMA的扫描电子显微镜照片实验采用的CMC的羧甲基取代度为〇 65由CMC的X 射线散射能量分析谱图求出为0 491 5又己知(MC — g- PMMA中 1/〇 就可得到 CMC-g-BMMA中 n/n〇 CMC 和MMA碳氧比是己知的,可以求出聚合物中MMA结构单元 与羧甲基纤维素结构单元物质的量之比为3 893结论羧甲基纤维素和甲基丙烯酸甲酷在以水为溶剂条件下通 过添加过硫酸钾引发共聚合。傅立叶变换红外谱图显示羧甲 基纤维素和甲基丙烯酸甲酷之间形成新的化学键^ X射线衍 射图证明,甲基丙烯酸甲酷的接入没有改变羧甲基纤维素原 有晶型。MMA的链增长反应发生在接枝共聚之后,共聚物继 承了原有的晶格,但是结晶率由54 35%降到19 09%^热重 分析结果表明,共聚物CMC — UMMA的热稳定性与羧甲 基纤维素相似,优于甲基丙烯酸甲酷,甲基丙烯酸甲酷对羧甲 基纤维素骨架的热稳定性影响较小。通过X射线散射能量 分析谱计算,聚合物中MMA结构单元与羧甲基纤维素结构 单元物质的量之比为3 .89。
转载请注明:澳门威利斯人88038(http://www.sdcmcchina.com/),是专业的澳门威利斯人88038,羧甲基淀粉钠,黄原胶生产型企业,专业生产澳门威利斯人88038,羧甲基淀粉钠,黄原胶。拥有雄厚的技术力量,先进的生产工艺和设备。东达纤维素有限企业全体员工为海内外用户提供高技术,高性能,高质量的产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。
 
XML 地图 | Sitemap 地图