无皂乳液聚合制备聚合物微球及微球的阳离子染料染色

２１ ０ ２年
第１ ３期
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｏ Ｏ Ｆ ＭＡ Ｉ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ ＧＹＩ ＯＲ ＴＯＮ Ｎ
０科教前沿 ０
科技信息
无皂乳液聚合制备聚合物微球及 微球的阳离子染料染色
张彩云 房宽峻 （ 纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地 青岛大学化学化工与环境学院 山东 青岛 ２６７ ） ６０１
较好的吸附性能。
【 莱键词】 阳离子红 ｘ Ｇ Ｌ 聚合物微球； —Ｒ； 染色
０ 前 言
无皂乳液聚合是在 传统乳液聚合 的基 础上发展起来 的一 项聚合 反应 新技术 ． 它是指在反应 过程 中完全不加 或仅加入微量乳化剂 （ 其 浓 度小于临界胶柬浓度 Ｃ Ｃ Ｍ ）的乳液聚合过程 。与传统乳液 聚合相 将所制备的乳 液样 品用蒸馏水稀释至适当的浓度 ． 取镀金的金属 片， 沾上适量溶液 ， 与白炽 灯下 烤干 ， 放入 日本 电子株式会社 的 Ｊ Ｍ一 Ｅ １０ Ｅ ２ ０ Ｘ透射电子显微镜下观察颗粒大小及样貌 １ 微球的染 色 ． ４ 染色 ： ｌｍ 取 Ｏ Ｌ固含量为 ０ ８ ． ％的乳液 ， ０ Ｍ的 Ｎ Ｏ ０ 用 ． １ ａ Ｈ调其 ｐ Ｈ 为 ４ ， 、．， ． ６ ８ 放在磁力搅拌器上搅拌 ， ５ Ｌ ｘ Ｏ ６ 缓慢滴加到乳 ５ ５ 取 ｍ ５ ｌ 一 Ｍ。 液 中． 全部滴 加完毕后 ． 在室温下染色 １ ｈ １ 上染率的测定 ． ５ 取一定量染色后 的乳液 ４ Ｌ放人离心试管 中．在 １０ ０／ｉ ｍ ０ ０ ｒ ｎ或 ｍ 畿褥 相同的离心条件下继续 ２ ０ ｒ ｉ 的转 速下离 心 ３ ｒ ｎ ００ ｒｎ ／ ａ ０ ｉ 后取上 清液在 摹躲 ａ 离心 ， 直至上清液澄清 为止 。用分光光度∞ 鲫 帅 ∞ ∞ ∞ 阳 计测上清液 的吸光 度为 Ａ Ｏ
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１ 实验
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１ 试剂与仪器 ． １ ◆ ｒ 阳离子红 Ｘ ＧＲ （ — Ｌ 简写 Ｘ ＧＲ ． 海火炬染料有 限公 司 ． 甲醇 — Ｌ滨 经 ◆ 下 提纯 ， 结构式如图 １ 所示 ）苯 乙烯 ； ； 丙烯酸 ； 过硫酸铵 ； 蒸馏水 。 ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ 余姚市金诺天平仪器有 限公 司 Ｔ 一 ２Ａ电子天平 ：上海佑科仪 Ｐ ３０ ｔ． ，１ 器仪表有 限公司 Ｕ ７ ５ Ｖ ５ Ｂ紫外一 可见分光光度计 。 图 １ 不 同时间单体 转化率 １ 微球的制备 ． ２ １ ． 在装有搅 拌器 、冷凝水 及滴液漏 斗的三 口烧瓶 中加入 ３ Ａ ．１ ２ ｇＡ 由图 １ 可以看 出 ． 随时间的延长 ． 转化率不断提高 ， 到第 ６个小时 （ 丙烯酸 ）０１ Ｐ （ 、 ｓ 过硫 酸铵） ２ ０ Ｌ蒸馏水 ， ． 及 ０ｍ 开启 搅拌 ， 接通冷凝 的时候 ． 转化率的升高变缓 ． 到第 ７ 小时的时候 ， 个 转化 率不再升高 ， 水 ， 氮 １ｍｎ 每秒 约 ２ ３ 通 ５ ｉ（ － 个气 泡 ） ， １ ｈ内滴 加 ２ ｇｔ 苯 乙 说 明反应 已经结束 无皂 乳液 聚合成核机理主要有两种 ． 后 在 ． ５ ０ Ｓ（ 均相成核机 烯 ）缓慢升温至 ７ ℃， ， Ｏ 反应 ７ 。 ｈ 理和齐聚物成核机理。均相成核机理的主要观点是 ， 聚合反应 的初始 １ ． 移 除加热设备 ． 除冷凝 水 ． 反应液 冷却后 ． ．２ ２ 撤 待 将其倒 入样 品 阶段 是在水相 中进行的 ． 之后进一步成核 。引发剂首先在水相 中分解 瓶． 分析待用 成 自由基 ． 再与水 中的单体 引发 聚合并 进行链增长 ， 反应 遵从均相反 １ 固含量 、 ＿ ３ 转化率的测 定及微球 的表征 应动力学 。 齐聚物胶束成核机理主要观点是 ， 在聚合反应初 期 ， 先在 首 固含量的测定方法是在测定的乳液 中加入少量 的阻凝剂 （ 苯二 水相中生成 大量 的具有一定长度疏水链段 的齐聚物 ． 的一端带有亲 对 链 酚 ）防止在反应过程中未反应 中的单体发生凝聚而影响测量结果 。 ． 水性的引发剂碎片一 Ｏ－ Ｓ ４基团 ．使得齐聚物本身具有表面 活性剂 的作 具体 的测量过程如下 ： 用。 当齐聚物达到 临界胶束浓度时 ， 彼此靠在一起形成胶束 ， 并增溶单 １ ． 称 取 １ 的对苯二 酚固体 ， ．１ ３ ｇ 配制成 １０ Ｌ的溶 液 ， ０ｍ 即质量分数 体 ． 发 反应 成 核 引 为１ ％的对苯二酚溶 液 １ ． 于称量瓶 中加 入 ０１ 的对苯二酚溶液 ， ．２ ３ ． ｇ 称取称量瓶 的质量 ， 将 其记 为 ｍ 。 。 １ ． 向称量瓶 中加入约 １ ２ 的乳液 ， ．３ ３ －ｇ 称量其质量 ， 将其记为 Ｉ 。 ｌ ｌ
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比 ， 皂乳液 聚合合成 的产物表面较“ 无 洁净”广泛应用于生物医学 、 ， 胶 体化 学、 色谱分离等领域 。 阳离子染料是一种水溶性染料 ． 在水中发生电离后会 以阳离子的 形 式存在 ， 主要用 于腈纶 的染色。之所以用于上染腈纶是 因为腈纶在 聚合 的过程 中引进 了第三单体 ， 使得腈纶分子中含有一定数量带负电 的基团 ． 染色时可以与阳离子染料 的正电荷通过库仑力结合 当前 高分子材料是 国内外专家学者研究 的热点 ． 而且在这方面也 则上染率＝ Ｉ １ 取得了许 多成果 。 尤其是近些年 ． 随着科学技术水平的不断提高 ． 学者 标准染液的吸光度为 Ａ， 们发现了许 多新 的研究方法 虽然许多的论文报道涉及 到乳液聚合物 的性质 ． 以及与表 面活性 剂混合后微观结 构和宏观性质 ． 明乳液聚 ２ 结 果 与 讨论 说
【 要 】 文采 用无皂乳液聚合制备聚合 物微球 ，－］ 摘 本 － ￣阳离子染料对聚合 物乳液进行染 色。通过 Ｔ Ｍ对微球进行表征 ， Ｘ Ｅ 并测定 了聚合反
应的转化 率； 用上 染率 来表征 阳离子染料 对微球 的吸 附。实验证明 ， 无皂乳液聚合 能够合成形状较规整的微球 ， 阳离子染料对聚合物微球具有
合物的研究 已经相 当成 熟 。 而且各方 面性质的研究也基本 完善 ， 但是 ２１ 单体的转化率 ． 现在做的关 于乳液 聚合物 的阳离子染料染色方面的研究还较少 本文 研究的是采用无皂乳 液聚合聚合 的方 法合成聚合物微球 及阳离子染 料对聚合物微球 的吸附
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