本文關(guān)鍵詞：可聚合離子液體及其交聯(lián)共聚物凝膠的合成及應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究了幾種陰離子或者陽離子帶不飽和化學鍵的可聚合離子液體的合成與表征,并研究了可聚合離子液體交聯(lián)共聚物凝膠的合成及其吸液保液性能與機理,探索了可聚合離子液體交聯(lián)共聚物凝膠在難水溶香精緩釋領(lǐng)域的應(yīng)用。研究了陽離子帶不飽和化學鍵的可聚合離子液體的合成、表征及其交聯(lián)共聚物凝膠的合成與吸液性能。以丙酮為溶劑,甲基丙烯酸-N,N'-二甲胺基乙酯(DMAEMA)與等摩爾丙酸(AS)中和后過濾,減壓脫除溶劑,得到無色透明的DMAEMA-AS可聚合離子液體。采用同樣方法,用磷酸中和DMAEMA,所得沉淀經(jīng)真空干燥后可得到白色DMAEMA-H3PO4可聚合離子液體。兩種可聚合離子液體的相變溫度分別為-61.9℃、76.2℃。以過硫酸銨(APS)為引發(fā)劑,以N.N’-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAM)為交聯(lián)劑,甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)分別與兩種可聚合離子液體在水溶液中交聯(lián)共聚,得到Poly(HEMA-co-DMAEMA-AS/H3P04)交聯(lián)共聚物凝膠,對水和多種有機溶劑具有吸收作用。EMA在聚合反應(yīng)單體中的質(zhì)量分數(shù)不超過55%,其用量對兩種凝膠的吸液性能沒有明顯影響；HEMA的用量進一步增大,則導致凝膠的吸液性能急劇下降。研究了陰離子帶不飽和化學鍵的可聚合離子液體的合成、表征及其交聯(lián)共聚物凝膠的合成與吸液性能。在室溫攪拌條件下將AMPS分散到丙酮中,逐滴滴加丁胺(BA)液體中和,過濾后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除丙酮,得到淡黃色透明的粘稠AMPS-BA可聚合離子液體,其相變溫度為-47.7℃。以APS為引發(fā)劑,以MBAM為交聯(lián)劑,DMAEMA為共聚單體,采用水溶液聚合法可合成Poly(AMPS-BA-co-HEMA)交聯(lián)共聚物凝膠,對水以及多種有機溶劑具有吸收作用,吸收丁胺可達18.8g/g,吸水可達120.3 g/g。如果HEMA在反應(yīng)單體混合物中的質(zhì)量比低于15wt%,共聚產(chǎn)物沒有吸液性能；HEMA在反應(yīng)單體混合物中的比例超過90wt%的時候,共聚產(chǎn)物不再吸收甲醇和苯甲醇,但可以吸收少量水和二甲基亞砜。研究了共聚單體的性質(zhì)對可聚合離子液體交聯(lián)共聚物凝膠吸液性能的影響。分別以水以及苯為溶劑,采用溶液聚合法合成了DMAEMA-AS以及AMPS-BA可聚合離子液體與丙烯酰胺、丙烯酸鈉以及苯乙烯的交聯(lián)共聚物凝膠,發(fā)現(xiàn)Poly(DMAEMA-AS-co-AANa)以及Poly(AMPS-BA-co-AANa)均只吸水而不吸收有機溶劑；Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)以及Poly(AMPS-BA-co-AAm)均只能吸收水和二甲基亞砜,不吸收其它有機溶劑；苯乙烯與DMAEMA-AS以及AMPS-BA可聚合離子液體的交聯(lián)共聚物均不吸水,但能夠吸收多種有機溶劑,Poly(DMAEMA-AS-co-St)可以吸收己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇,而Poly(AMPS-BA-co-St)可吸收己烷、環(huán)己烷、苯、甲苯、二氯甲烷、氯仿、甲醇、乙醇以及甲基丙烯酸甲酯。研究了可聚合離子液體的交聯(lián)共聚物凝膠的保液性能。分別采用靜態(tài)加壓法、加熱法以及高速離心法,測定了可聚合離子液體的交聯(lián)共聚物吸收水、DMSO以及苯形成的凝膠的保液性能,發(fā)現(xiàn)凝膠具有良好的加壓保液性能,在分別施加100g或者500g靜態(tài)壓力的情況下,其保液率沒有明顯區(qū)別,均超過98%。與醫(yī)用脫脂棉相比,可聚合離子液體的交聯(lián)共聚物凝膠具有良好的加熱保液性能,可以顯著地抑制吸收液體的揮發(fā)�？删酆想x子液體的交聯(lián)共聚物吸收液體之后的凝膠具有良好的離心保液性能,在高速轉(zhuǎn)動條件下吸收的液體幾乎沒有損失,而醫(yī)用脫脂棉的離心保液性能較差。研究了可聚合離子液體的交聯(lián)共聚物凝膠的吸液保液機理。液體溶劑分子與可聚合離子液體交聯(lián)共聚物的高分子鏈以及自由離子的極性相近或者內(nèi)聚能密度相近、或者能夠發(fā)生溶劑化作用,使溶劑分子能夠自發(fā)地與高分子鏈以及自由離子混合；與此同時,交聯(lián)共聚物中的離子液體基團處于電離狀態(tài),因電離而產(chǎn)生的自由離子在溶劑中的熱運動使之遠離高分子離子,使高分子離子上點電荷之間的靜電排斥作用超越高分子離子與自由離子之間的靜電吸引作用,交聯(lián)高分子鏈充分舒展,交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)充分張開而能夠容納大量液體溶劑分子,產(chǎn)生超強吸液現(xiàn)象。探索了可聚合離子液體交聯(lián)共聚物凝膠在香精緩釋領(lǐng)域的應(yīng)用。利用Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)凝膠既能夠吸水成為水凝膠、又能夠吸收乙醇成為乙醇凝膠、香蘭素易溶于乙醇而難溶于水的原理,將香蘭素溶解于95%乙醇后被Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)干凝膠吸收后脫除乙醇、再吸水成為水凝膠,將香蘭素負載于Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)凝膠中,其負載能力遠遠超過吸收香蘭素的飽和水溶液。Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)干凝膠吸收香蘭素乙醇溶液的性能隨溶液濃度增大而穩(wěn)步下降,但負載香蘭素的性能先穩(wěn)步提高、隨后略有提高而增加幅度很小。香蘭素負載量較低的Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)干凝膠在碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖溶液中的溶脹速度很快,60min基本達到平衡溶脹。香蘭素從Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)凝膠中釋放的速度較快,24h內(nèi)釋放率可達60%以上,并且香蘭素在Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)凝膠中的負載量越低其釋放率越高。
【關(guān)鍵詞】：離子液體 交聯(lián)共聚物 凝膠 甲基丙烯酸-N N’-二甲胺基乙酯(DMSEMA) 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O645.1;O648.17
【目錄】：

• 摘要4-7
• Abstract7-20
• 論文的創(chuàng)新與貢獻20-21
• 第1章 緒論21-40
• 1.1 研究背景與選題意義21-22
• 1.2 離子液體的性質(zhì)與應(yīng)用22-24
• 1.2.1 離子液體的性質(zhì)22-23
• 1.2.2 離子液體的應(yīng)用23-24
• 1.3 聚合離子液體在功能高分子材料中的應(yīng)用24-37
• 1.3.1 基于可聚合離子液體的功能高分子材料的合成24-26
• 1.3.2 智能響應(yīng)性材料26-27
• 1.3.3 高分子分散劑27-28
• 1.3.4 導電高分子材料28-29
• 1.3.5 凝膠材料29-31
• 1.3.6 氣體吸收材料31
• 1.3.7 高分子催化劑31-33
• 1.3.8 新型碳材料前驅(qū)體33-34
• 1.3.9 多孔材料34-35
• 1.3.10 基于可聚合離子液體的高分子材料在生物學中的應(yīng)用35-36
• 1.3.11 其它應(yīng)用36-37
• 1.4 研究目標與研究內(nèi)容37-38
• 1.4.1 論文研究目標37-38
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容38
• 本章小結(jié)38-40
• 第2章 基于DMAEMA的可聚合離子液體及其與HEMA交聯(lián)共聚物的研究40-51
• 2.1 前言40
• 2.2 實驗部分40-42
• 2.2.1 儀器與試劑40-41
• 2.2.2 基于DMAEMA的可聚合離子液體的合成與表征41
• 2.2.3 凝膠的合成41-42
• 2.2.4 吸液性能測試42
• 2.3 結(jié)果與討論42-50
• 2.3.1 基于DMAEMA的可聚合離子液體的合成與DSC表征42-44
• 2.3.2 基于DMAEMA的可聚合離子液體的結(jié)構(gòu)表征44-46
• 2.3.3 凝膠的合成46-47
• 2.3.4 凝膠的吸液性能47-48
• 2.3.5 共聚單體HEMA的影響48-50
• 2.4 結(jié)論50
• 本章小結(jié)50-51
• 第3章 AMPS-BA可聚合離子液體及其與HEMA交聯(lián)共聚物凝膠的研究51-61
• 3.1 前言51
• 3.2 實驗部分51-53
• 3.2.1 儀器與試劑51-52
• 3.2.2 AMPS-BA可聚合離子液體的合成52
• 3.2.3 AMPS-BA可聚合離子液體的DSC表征52
• 3.2.4 AMPS-BA可聚合離子液體的~1HNMR表征52
• 3.2.5 凝膠的合成52-53
• 3.2.6 吸液性能測試53
• 3.3 結(jié)果與討論53-59
• 3.3.1 AMPS-BA可聚合離子液體的合成與DSC表征53-55
• 3.3.2 AMPS-BA可聚合離子液體的結(jié)構(gòu)表征55-56
• 3.3.3 凝膠的合成56
• 3.3.4 凝膠的吸液性能56-58
• 3.3.5 共聚單體HEMA的影響58-59
• 3.4 結(jié)論59-60
• 本章小結(jié)60-61
• 第4章 共聚單體對可聚合離子液體交聯(lián)共聚物凝膠吸液行為的影響61-70
• 4.1 前言61
• 4.2 實驗部分61-63
• 4.2.1 儀器與試劑61
• 4.2.2 Poly(DMAEMA-AS-co-AANa)及Poly(AMPS-BA-co-AANa)的合成61-62
• 4.2.3 Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)及Poly(AMPS-BA-co-AAm)的合成62
• 4.2.4 Poly(DMAEMA-AS-co-St)及Poly(AMPS-BA-co-St)的合成62
• 4.2.5 干凝膠產(chǎn)率的計算62
• 4.2.6 吸液性能測試62-63
• 4.3 結(jié)果63-68
• 4.3.1 凝膠的合成63
• 4.3.2 Poly(DMAEMA-AS-co-AAm)及Poly(AMPS-BA-co-AAm)的吸液性能63-65
• 4.3.3 Poly(DMAEMA-AS-co-AANa)及Poly(AMPS-BA-co-AANa)的吸液性能65-66
• 4.3.4 Poly(DMAEMA-AS-co-St)及Poly(AMPS-BA-co-St)的吸液性能66-68
• 4.4 討論68
• 4.5 結(jié)論68-69
• 本章小結(jié)69-70
• 第5章 可聚合離子液體交聯(lián)共聚物的保液行為70-78
• 5.1 前言70
• 5.2 實驗部分70-73
• 5.2.1 儀器與試劑70
• 5.2.2 加壓保液性能70-71
• 5.2.3 加熱保液性能71-72
• 5.2.4 離心保液性能72-73
• 5.3 結(jié)果與討論73-76
• 5.3.1 加壓保液性能73-75
• 5.3.2 加熱保液性能75-76
• 5.3.3 離心保液性能76
• 5.4 結(jié)論76-77
• 本章小結(jié)77-78
• 第6章 可聚合離子液體交聯(lián)共聚物的吸液保液機理研究78-94
• 6.1 前言78
• 6.2 理論分析78-86
• 6.2.1 吸液過程78-81
• 6.2.2 離子對的電離81-83
• 6.2.3 自由離子的溶解性83-84
• 6.2.4 保液機理84-86
• 6.3 實驗部分86-88
• 6.3.1 儀器與試劑86
• 6.3.2 AMPS-DMAEMA可聚合離子液體的合成86
• 6.3.3 AMPS-DMAEMA可聚合離子液體的DSC表征86-87
• 6.3.4 AMPS-DMAEMA可聚合離子液體的~1HNMR表征87
• 6.3.5 凝膠的合成87
• 6.3.6 吸液性能測試87-88
• 6.4 結(jié)果與討論88-92
• 6.4.1 AMPS-DMAEMA可聚合離子液體的合成與DSC表征88-89
• 6.4.2 AMPS-DMAEMA可聚合離子液體的結(jié)構(gòu)表征89-90
• 6.4.3 凝膠的合成90
• 6.4.4 凝膠的吸液性能90-92
• 6.5 結(jié)論92-93
• 本章小結(jié)93-94
• 第7章 Poly(DMAEMA-AS-co-HEMA)凝膠對香蘭素的緩釋作用94-105
• 7.1 前言94-95
• 7.2 實驗部分95-97
• 7.2.1 儀器與試劑95
• 7.2.2 香蘭素的負載95-96
• 7.2.3 香蘭素的緩釋96-97
• 7.2.4 負載香蘭素的干凝膠在釋放介質(zhì)中的溶脹動力學曲線97
• 7.2.5 香蘭素溶液濃度的測定97
• 7.3 結(jié)果與討論97-102
• 7.3.1 分光光度法測定香蘭素的濃度97-98
• 7.3.2 溶劑對香蘭素負載量的影響98-99
• 7.3.3 溶液濃度對香蘭素負載量的影響99-100
• 7.3.4 載藥干凝膠在釋放介質(zhì)中的溶脹動力學曲線100-101
• 7.3.5 香蘭素的釋放動力學曲線101-102
• 7.4 結(jié)論102-103
• 本章小結(jié)103-105
• 結(jié)論105-108
• 參考文獻108-122
• 附錄122-124
• 致謝124

  本文關(guān)鍵詞：可聚合離子液體及其交聯(lián)共聚物凝膠的合成及應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：269536