问题:
关键词:苎麻,超临界二氧化碳,RAFT,ATRP,甲基丙烯酸三氟乙酯
● 参考解析
苎麻纤维原产于我国,后来传到了朝鲜、美国、日本、巴西及南美洲的一些国家,其主要分布在热带及亚热带地区。就目前苎麻的产量来说,我国是世界上苎麻生产主要的国家,其原麻产量约占全球总产量的九成以上。与棉纤维来比,苎麻纤维具有杨氏模量高、聚合度大、单束纤维强度大等特点。同时苎麻纤维的织物具有吸湿散热快、穿着凉爽、易洗快干、通风透气、强力高、能抑菌防腐等显著特点。但是,苎麻纤维其高的结晶度和取向度会给苎麻纤维的生产和生活应用带来障碍。因此,找到新的工艺技术将为我国乃至全球的苎麻行业带来新的发展机遇,也将促进局部地区经济发展和提高人民的生活水平。
超临界二氧化碳是一种新的绿色溶剂,可以溶解含氟聚合物和有机硅化合物,这就使它可以用来替代一些常规的有机溶剂应用于特定的反应体系,所以超临界二氧化碳体系的探究对环境保护和新反应体系的开发有着重要的意义。可逆加成-断裂链转移自由基(RAFT)聚合技术是一类新的“活性”/可控自由基聚合方法,RAFT聚合技术具有单体可选范围广、反应条件温和、反应可控性强等传统聚合技术无法比拟的优点,所以在超临界二氧化碳中利用RAFT技术聚合甲基丙烯酸三氟乙酯改性苎麻纤维是制备新型复合材料的绿色新工艺。通过红外光谱、X射线衍射、热重、差式扫描量热、扫描电镜、凝胶渗透色谱以及表面接触角等多种表征方法检测分析制备的苎麻纤维基复合材料,得知接枝聚合反应成功,复合材料的接触角高达149°,说明该材料具有很高的疏水能力。并测得聚甲基丙烯酸三氟乙酯的分子量分布指数(PDI)为1.28,表明在超临界二氧化碳中改性苎麻纤维的聚合过程属于“活性”/可控自由基聚合。
原子转移自由基(ATRP)聚合技术是一种应用广泛的“活性”/可控自由基聚合方法;是近些年来迅速发展并具有重要应用价值的“活性”/可控自由基聚合技术,其能有效地对聚合物的分子结构进行设计,制备出各种不同结构、不同功能的新型聚合物材料,即所谓的“量体裁衣”。通过ATRP聚合技术合成高分子聚合物,所得到的聚合物的端基很容易被进一步功能化,而且合成的聚合物的相对分子量分布很窄。本论文的部分工作就是利用原子转移自由基聚合技术在以三氟甲苯为溶剂下聚合甲基丙烯酸三氟乙酯接枝改性苎麻纤维,用2,2’-联吡啶/溴化亚铜作为催化剂通过ATRP聚合技术成功制备了苎麻纤维基的聚甲基丙烯酸三氟乙酯复合材料。苎麻纤维基复合材料经过红外光谱、热重、扫描电镜、凝胶渗透色谱以及表面接触角等多种分析方法检测,证明了接枝聚合反应的成功。通过凝胶渗透色谱测得的接到苎麻纤维上的聚甲基丙烯酸三氟乙酯的分子量分布指数(PDI)为1.31,验证了利用原子转移自由基聚合方法接枝聚甲基丙烯酸三氟乙酯的聚合过程是“活性”/可控自由基聚合过程。通过接触角测定得到苎麻纤维基聚甲基丙烯酸三氟乙酯复合材料的接触角高达141°,说明此复合材料具有很好的疏水性能,通过上述多种表征手段证明了我们制备了具有疏水性能的新型苎麻基复合材料。
本研究工作尝试了在超临界二氧化碳中用可逆加成—断裂链转移自由基聚合技术接枝聚合甲基丙烯酸三氟乙酯是一种绿色的“活性”/可控自由基聚合方法,给苎麻纤维表面改性技术提供了一种绿色可靠的新途径,并拓宽了超临界二氧化碳在高分子聚合物领域的应用。
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