摘要
光引发聚合和接枝具有设备简单、低成本、易于连续化生产的特点。过去所使用的引发剂主要是油溶性引发剂，这使得聚合反应必须采用挥发性强，对人体有害的有机溶剂。近年来由于人们对环境问题的日益重视，人们对水溶性光引发剂和水溶性聚合体系的研究越来越深入。 本文首次采用脂肪酮/水/乙醇混合体系组成的水溶性光引发体系对甲基丙烯酸甲酯(MMA)单体的光引发沉淀聚合进行了系统的研究，还对脂肪酮/水/乙醇体系引发MMA在聚乙烯表面上的光接枝聚合进行了研究。 实验证明了丙酮、丁酮、2-戊酮和环己酮对于MMA单体是一种有效的水溶性光引发剂，而2-庚酮、甲基异丁基甲酮引发效果较差。这些脂链酮的光引发效果随碳链的增长而下降。对于丙酮来说，丙酮的浓度在0.034M和0.068M时引发效果最好，其中含有0.034M丙酮的体系可以在60分钟内单体转化率达到90％以上。本文探讨了丙酮浓度、单体浓度、水/乙醇体积比、反应温度对单体转化率和聚合速率的影响。相同条件下单体转化率和聚合速率随溶剂中水含量的增加而提高，水/乙醇体积比为1.5:1时具有明显的自加速现象。相同条件下单体转化率和聚合速率随单体浓度增加而降低。当温度升高时，40分钟前50℃和60℃下单体转化率较高，但40分钟以后和30℃、40℃时得到的单体转化率接近。采用红外光谱、扫描电镜(SEM)、凝胶渗透色谱(GPC)对产物进行了表征并且加以分析和讨论。所有产物的形态为几个微米到几十个微米不等的球状颗粒。产物的重均分子量随反应时间上升，40分钟后又略微下降；重均分子量随引发剂浓度和反应温度增加而减少；当增加单体浓度时，重均分子量则呈增加趋势。40℃时单体浓度为0.94M、丙酮浓度为0.034M的产物重均分子量在9万左右。 对丙酮/水/乙醇为引发体系引发MMA单体在HDPE和LDPE表面的接枝研究发现，在所有条件相同的情况下，LDPE表面的接枝量均高于HDPE。讨论了丙酮浓度、水/乙醇体积比、单体浓度对接枝量的影响。发现当丙酮浓度为0.034M和0.068M时引发效果最好，而其他浓度时则引发效果较差。红外光谱的分析证明聚烯烃表面接枝上了MMA单体。用SEM对表面形貌作了表征。 最后，用SEM和原子力显微镜(AFM)对甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)、MMA、甲基丙烯酸(MAA)在HDPE表面接枝物形貌做了初步研究。低接枝量时聚乙烯表面出现非常清晰的颗粒。HDPE表面GMA接枝量最小，而MMA和MAA接枝程度较高。随着表面接枝量的增加，接枝颗粒组成接枝层，接枝物颗粒也逐渐埋在接枝层中，表面形貌变得模糊。认为表面自由基生长出的接枝物上发生次级接枝，接枝物主要是由这些次级接枝颗粒组成。
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