【摘要】：本文采用ATRP(Atom Transfer Radical Polymerization)方法對纖維素納米晶(NCC)進行表面接枝改性,得到接枝了聚苯乙烯(PS)改性的纖維素納米晶,并對改性前后纖維素納米晶的各種理化性質(zhì)進行了研究。本文的具體研究工作如下:(1)合成特定結構的ATRP引發(fā)劑并制備三種結構不同的高聚物。首先合成含環(huán)烯酮結構的ATRP引發(fā)劑,然后用苯乙烯(St)、丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸叔丁酯(t BA)三種單體,以CuBr為催化劑,苯甲醚為溶劑,五乙基二乙烯三胺(PMEDTA)為配體,在80℃的條件下合成相應的聚合物。運用凝膠滲透色譜(GPC)表征三種不同高聚物的分子量和分子量分布,結果表明:采用上述ATRP引發(fā)劑和反應條件三種單體均可以聚合成分子量分布均勻的高聚物;通過核磁(NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)對ATRP聚合反應的單體轉化率和分子量以及分子量分布進行了研究,發(fā)現(xiàn)制得的高聚物分子量隨著反應時間的增加呈線性增加的關系,為后續(xù)合成特定要求的聚合物奠定基礎。并通過核磁(NMR)和凝膠滲透色譜(GPC)對ATRP聚合反應的單體轉化率和分子量以及分子量分布進行了研究,發(fā)現(xiàn)分子量分布(DPI1.3)均較窄。(2)制備疊氮化纖維素納米晶(NCC-N3)。通過硫酸的酸解制備高結晶度的纖維素納米晶,運用透射電鏡(TEM)觀察到纖維素納米晶的微觀形貌呈納米級棒狀結構。然后在甲苯磺酰氯(PTSC)和疊氮鈉(NaN3)的吡啶(Py)復合溶液里對纖維素納米晶改性,使得纖維素納米晶表面上的羥基被N3取代。紅外光譜(FT-IR)表明N3基團成功引入到了纖維素納米晶的表面;通過元素分析表明纖維素納米晶表面的N3基團的接枝率為0.15;結合晶體結構計算和分析纖維素納米晶表面上的伯羥基基本上被N3基團取代。(3)通過點擊化學(Cilck Chemistry)制備聚苯乙烯官能化聚合物接枝的纖維素納米晶(NCC)。首先合成單元數(shù)為30~40的聚苯乙烯官能化聚合物(PS),將其分散在N-,N-二甲基酰胺(DMF)溶劑中,然后在波長為254 nm的紫外光照射下,對環(huán)烯酮基團進行脫保護形成張力炔結構,最后將合成官能化聚合物與疊氮化纖維素納米晶(NCC-N3)按照官能團比1.2:1的比例在常溫條件下反應,得到聚苯乙烯接枝改性的纖維素納米晶。通過紫外光譜(UV)和紅外光譜(FT-IR)分析,發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯成功接枝到纖維素納米晶的表面,通過元素分析(EA)計算出聚苯乙烯(PS)的接枝率為1.97%,通過熱重分析(TGA)和差式掃描量法(DSC)表征改性前后纖維素納米晶熱性能的變化,發(fā)現(xiàn)改性纖維素納米晶接枝后表現(xiàn)出接枝高聚物的熱分解溫度以及玻璃化轉變溫度,也定性的說明了纖維素納米晶表面成功接枝了高聚物。
[Abstract]:In this paper, cellulose nanocrystalline (NCC) was grafted by ATRP (Atom Transfer Radical Polymerization) method, and then modified with (PS). The physicochemical properties of cellulose nanocrystals before and after modification were studied. The main work of this paper is as follows: (1) ATRP initiators with specific structure are synthesized and three kinds of polymers with different structures are prepared. Firstly, ATRP initiator with cycloketene structure was synthesized, then three monomers of styrene (St), methyl acrylate, (MMA), tert-butyl acrylate (t BA) were synthesized. CuBr was used as catalyst and phenyl methyl ether as solvent. The corresponding polymer was synthesized at 80 鈩，

本文編號：2357305