1、学号3090313212题目类型论文设计、论文、报告桂林理工大学GUILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGY本科毕业设计论文题目松香基二元磁性聚合物微球的制备及表征学院化学与生物工程学院专业方向化学工程与工艺化学工程班级化工20092班学生指导教师老师2013年06月01日桂林理工大学毕业设计（论文）独创性声明本人声明所呈交的设计（论文）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了设计（论文）中特别加以标注和致谢的地方外，设计（论文）中不包含其他人或集体已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得桂林理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对设计（论
2、文）的研究成果做出贡献的个人和集体，均已作了明确的标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。设计（论文）作者签名日期年月日桂林理工大学设计（论文）使用授权声明本设计（论文）作者完全了解学校有关保留、使用设计（论文）的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交设计（论文）的复印件和电子版，允许设计（论文）被查阅或借阅。本人授权桂林理工大学可以将本设计（论文）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本设计（论文）。设计论文作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日桂林理工大学本科毕业设计论文I摘要松香是一种宝贵的可再生资源，既可以代替石化资源，减少
3、不可再生资源的使用，又能提高松香的附加值，发挥资源的优势，促进林化产品的充分利用。本文以丙烯酸松香HEMA酯化物RAH、苯乙烯ST为反应单体，明胶作为分散剂，AIBN作为引发剂，在油酸改性FE3O4存在下，利用悬浮聚合法制备松香基磁性聚合物微球。探讨了FE3O4用量、分散剂用量、反应温度、引发剂用量对微球性能的影响，采用FTIR、TGA、XRD、VSM等对所得微球进行表征，并用标准筛和光学显微镜对微球粒径及形态进行分析。结果表明成功制备了松香基二元磁性聚合物微球，磁性聚合物微球具有半晶型的结构。在MRAHMST12，FE3O4用量为8WT，明胶用量为6WT，AIBN用量为1WT，85下反应3H
4、，90下熟化2H，制备的微球球形好，表面光滑，分散均匀，微球具有超顺磁性。关键词油酸改性FE3O4；松香基酯化物；苯乙烯；悬浮聚合法；磁性聚合物微球桂林理工大学本科毕业设计论文IIPREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFROSINBASEDBINARYMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESWRITERTEACHERABSTRACTROSINISAKINDOFVALUABLERENEWABLERESOURCES,WHICHNOTONLYCANREPLACEFOSSILRESOURCES,REDUCETHEUSEOFNONRENEWABLERESOURCES
5、,BUTALSOIMPROVETHEADDITIONALVALUEOFROSIN,PLAYTHEADVANTAGESOFRESOURCES,ANDPROMOTETHEFULLUTILIZATIONOFFORESTPRODUCTSINTHISSTUDY,USINGACRYLICROSINHEMARAHANDSTYRENESTASMONOMER,GELATINASDISPERSANT,AIBNASINITIATOR,OLEICACIDMODIFIEDFE3O4ASMAGNETICMATERIAL,TOPREPARAREROSINBASEDBINARYMAGNETICPOLYMERMICROSPHE
6、RESBYSUSPENSIONPOLYMERIZATIONEXPLORINGTHEDOSAGEOFOLEICACIDMODIFIEDFE3O4、GELATIN、AIBNANDREACTIONTEMPERATUREONTHEINFLUENCEOFTHEPERFORMANCEOFTHEPARTICLES,RESPECTIVELYTHESTRUCTURESANDPROPERTIESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESWEREANALYZEDANDCHARACTERIZEDBYFOURIERTRANSFORMINFRAREDSPECTROSCOPYFTIR,THERMALGRAV
7、IMETRICANALYSISTGA,XRAYDIFFRACTIONXRD,VSM,STANDARDSIEVEANDOPTICALMICROSCOPY,RESPECTIVELYTHERESULTSINDICATEDTHATWITHTHEMONOMERRATIOMRAHMST12,THEDOSAGEOFOLEICACIDMODIFIEDFE3O4、AIBNANDGELATINWAS8WT、1WTAND6WTOFTHETOTALMONOMER,RESPECTIVELY,REACTING3HUNDER85,THENRIPENING2HUNDER90FINALLYOBTAINEDTHEROSINBAS
8、EDMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESUCCESSFULLY,WHICHSHOWSSPHERICAL,CRYSTALSTRUSTURE,SUPERPARAMAGNETIC,ANDSTRONGMAGNETICKEYWORDSOLEICACIDMODIFIEDFE3O4；ROSINESTER；STYRENE；SUSPENSIONPOLYMERIZATION；MAGNETICPOLYMERMICROSPHERES桂林理工大学本科毕业设计论文III目次摘要IABSTRACTII1前言111简介112松香及改性研究113磁性聚合物微球114本文研究意义22实验部分321实验试剂322
9、实验设备423实验方法4231油酸改性FE3O4的制备4232松香基二元磁性聚合物微球的合成424表征与测试5241微球形态及粒径大小的测定5242磁性微球粒度分布的测定5243红外光谱测试表征5244热失重分析测试5245X射线衍射测试5246微球磁性能测试63结果与讨论731红外光谱分析732热重分析833X射线衍射分析934磁性能分析1035油酸改性FE3O4用量对磁性聚合物微球性能的影响11桂林理工大学本科毕业设计论文IV36分散剂用量对磁性聚合物微球性能的影响1437反应温度对磁性聚合物微球性能的影响1738引发剂用量对磁性聚合物微球性能的影响204结论24致谢25参考文献26桂林理
10、工大学本科毕业设计论文11前言11简介松香是从松树中采出的松脂，并将松节油蒸出后留下的产物，其作为一种天然的可再生资源，在诸多行业都受到了广泛的应用1。但松香本身存在双键和羧基，具有很强的反应活性，在应用中受到限制。为克服缺陷，往往对松香进行改性优化，拓宽其应用范围。聚合物微球作为一种新兴的产物，因其本身特点，在众多领域中得以大显身手。尤其对微球进行功能化改性后，更能发挥其优势，拓宽了应用领域。然而，聚合物微球一般采用石化产品作为单体合成，在应用时往往对人体产生负面影响，而且化石资源是不可再生资源，随着开采而变得日渐枯竭。因此，寻找来源丰富、低毒甚至无毒的物质作为单体来制备聚合物微球，已成为了
11、一种趋势。12松香及改性研究松香种类一般有脂松香、木松香和浮油松香2。松香生产中，脂松香所占的比例最大，我国主要生产的是脂松香。松香结构中含有一个三环菲骨架，并含有两个双键，一个羧基。树脂酸是含量最多的成分，结构式为C19H29COOH。树脂酸属于有机一元羧酸，按其双键的类型和情况，可以分为枞酸型共轭双键型树脂酸、海松酸型非共轭双键型树脂酸。对松香的改性，一般分有几种1基于羧基的改性；2基于双键的改性；3基于双键和羧基的改性3。基于羧基的改性中，主要有酯化、皂化、制成松香腈及松香胺等，酯化研究较多。对酯化的研究大多集中在催化剂的研究上4。不少人在酯化上都有一定的成果，如余彩莉56等用松香及松香
12、衍生物与HEMA进行酯化，并得到了酯化反应的较佳条件。基于双键的改性，目的就是消除松香中活性很强的共轭双键，常见的方法有DIELSALDER加成、氢化或脱氢、歧化等。在松香的结构中，只有左旋海松酸可以发生DA加成反应。歧化与脱氢或去氢不同，歧化不需要外界提供氢，歧化反应可以看做树脂酸之间的氢转移反应。13磁性聚合物微球20世纪80年代初，OKUBO7提出粒子设计的概念以来，设计并制备结构、功能特殊的聚合物微球就成为研究热点。磁性聚合物微球，是指通过适当的制备方法，将磁性颗粒和非磁性的有机物质、无机物等以一定的结构相复合，形成具有一些特殊结构、特定功能的微球。磁性成分中，以FE3O4最为常用8，
13、非磁性成分以有机物为多。按磁性聚合物微球的结构进行分类，一般有核壳式、反核壳式、夹心式、弥散式等。磁化后的微球具有良好的磁效应、功能特性、生物兼容性、表面效应和体积效应9，是新型材料中的一大新宠。磁性聚合物微球的制备，常分为两步骤1制备磁性介质；2用磁性介质制备聚合物微球。磁性介质的制备主要有球磨法、沉淀法、热分解法、两相法、水溶液吸附有机相分散法等。球磨法因设备、能量等损耗太严重，现基本不采用。化学共沉淀法，因操作简单，所需时间不长，因而使用较广，也是研究中用的最多的合成方法。聚合物微球的制备中，有包埋法、单体聚合法、原位聚合法、生物合成法等。包埋法虽简单易行，但所得粒子缺陷较多，应用受限。
14、单体聚合法中，主要包括悬浮聚合法、乳液聚合法、分散聚合法等。将单体、引发剂、磁流体、水等通过搅拌器分散均匀，在外界条件符合要求后进行聚合。余彩莉10等采用悬浮聚合法合成了松香基聚合物微球，并得到了最佳反应条件在MRHMSTMDVB11504，明胶用量为M明胶/M混合单体4/100时，得到较优的聚合物微球。乳液聚桂林理工大学本科毕业设计论文2合就是单体在水介质中，乳化剂分散成乳液状态进行的聚合，乳液聚合所得微球粒径比悬浮聚合的粒径要小很多。并且，乳液聚合时，自由基寿命长，聚合速率高11。分散聚合是一种特殊类型的沉淀聚合，最初用于开发非水分散涂料、粘合剂、表面处理剂等12。分散聚合实质属于溶液聚合
15、，但与溶液聚合不同的是多加了分散剂，可以防止出来的聚合物粒子聚集，形成较为稳定的聚合物13。邱广明14等采用分散聚合技术，使磁性微球附有COOH、OH、CHO、马来酸酐等功能基团，粒径分布为0088M。在单体聚合法制备微球中，若对微球粒径分布无特别要求时，一般都采用悬浮聚合法。14本文研究意义以松香为原料，通过对松香进行改性制得二元松香基大分子单体，利用其与苯乙烯共聚合制备磁性聚合物微球的文献报道极少，说明用松香制备微球的研究尚在起步。松香基聚合物微球作为一种新型高分子材料，可以预见在生物化学、电子信息、医药工程等领域具有广泛应用前景，同时对提高松香的附加价值也有积极的影响。因此，本文的研究将
16、对天然资源松香的开发利用具有十分重要的意义。桂林理工大学本科毕业设计论文32实验部分21实验试剂表1药品与原料TABLE1DRUGSANDMATERIALS名称类型产地三氯化铁FECL36H2O分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司硫酸亚铁FESO47H2O分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司氨水NH3H2O分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司油酸分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司无水乙醇分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司松香特级广西梧州松脂厂丙烯酸化学纯广东汕头市西陇化工股份有限公司甲基丙烯酸羟乙酯HEMA化学纯天津市化学试剂研究所氧化锌分析纯湖南省邵阳市化学试剂厂1,4对苯二酚HQ分析纯
17、广东汕头市西陇化工股份有限公司汽油93中国石油化工股份公司苯乙烯ST化学纯广东汕头市西陇化工股份有限公司明胶化学纯广东汕头市西陇化工股份有限公司偶氮二异丁腈AIBN分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司甲苯分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司氢氧化钾分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司氢氧化钠分析纯广东汕头市西陇化工股份有限公司二次蒸馏水实验室自制，用一次过滤水蒸馏松香丙烯酸加成物（RA）RA与HEMA的酯化物（RAH）简称二元单体实验室自制苯乙烯经过纯化处理，除去含有的阻聚剂；AIBN用乙醇进行精制。桂林理工大学本科毕业设计论文422实验设备表2实验所用仪器TABLE2INSTRUMENTSU
18、SEDINTHEEXPERIMENT仪器名称规格B8WTC12WTFIG3TGACURVESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESA4WTB8WTC12WT图3中A、B、C曲线分别为磁含量4WT、8WT和12WT的二元聚合物微球的热重TGA曲线。从TGA曲线看出，在150300之间有一个稍为明显热失重，主要是磁性微球表面吸附的水或油酸等小分子物质挥发而致。随着温度的增加，330440之间的失重，主要是桂林理工大学本科毕业设计论文9微球中聚合物分解造成的，曲线A、B、C最大分解温度分别为420、405、420。440470之间时，微球相继出现恒重。A、B、C剩磁量分别为250
19、1、5449和1019，可见微球中磁性介质的含量和单体中FE3O4的用量成正相关。33X射线衍射分析20406080INTENSITY2THETABAC图4油酸改性FE3O4A、聚合物微球BPRAHST与磁性聚合物微球CPRAHST/FE3O4XRD图谱FIG4XRDPATTERNSOFTHEOLEICACIDMODIFIEDFE3O4A,THEPOLYMERMICROSPHERESBPRAHSTANDMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESCPRAHST/FE3O4由图4A可见，油酸改性FE3O4在2301，355，431，535，570，626处出现不同强度的衍射峰，其晶格结
20、构与标准FE3O4的基本一致，并由DEBYESCHERRER公式DK/COS15其中K089；0154056NM；D是晶粒的平均粒径；为布拉格衍射角；为晶粒衍射角的半高宽计算出油酸改性FE3O4粒子的平均粒径为128NM。由图4B可知其在2185、446、505、725处出现了明显的衍射峰，图C与图A除了有一致的特征峰以外，在185处出现了与图B较为相似的特征衍射峰，只是强度有所下降，可能是无定形苯乙烯型的聚合物存在引起的16，说明磁性聚合物微球具有半晶型的结构17。从而可以证明，聚合物微球成功的引入了油酸改性FE3O4，油酸改性FE3O4引入聚合物微球后其晶型结构并未发生变化。桂林理工大学本
21、科毕业设计论文1034磁性能分析磁性聚合物微球的磁滞回线如图5所示。40000200000200004000042024MAGNETIZATION,MEMU/GMSGNETICFIELD,HOEABC图5不同磁含量的磁性聚合物微球的磁滞回线图（A4WT；B8WT；C12WT）FIG5THEHYSTERESISLOOPSOFTHEMAGNETICPOLYMERMICROSPHERES（A4WT；B8WT；C12WT）图5为磁性聚合物微球的磁滞回线图，由图可知，油酸改性FE3O4用量从4增加到12，磁性微球的比饱和强度从102EMU/G、302EMU/G增大到313EMU/G。当油酸改性FE3O4
22、用量分别为8WT与12WT时饱和磁化强度比较接近，说明当油酸改性FE3O4增加到8WT时微球的磁含量基本达到饱和，再增加它的用量对微球的磁性能影响不大。磁性聚合物微球的剩余磁化强度和矫顽力都为0，说明微球具有超顺磁性18。桂林理工大学本科毕业设计论文1135油酸改性FE3O4用量对磁性聚合物微球性能的影响固定单体比例MRAHMST12，明胶用量为单体总量的6WT，引发剂AIBN用量为单体总量的1WT；85下反应3H，90下熟化2H；搅拌速度为500R/MIN。油酸改性FE3O4用量对微球形态及粒径的影响见表4和图6，对磁性微球粒径分布的影响见图7和图8表4油酸改性FE3O4用量对磁性聚合物微球
23、性能的影响TABLE4EFFECTSOFDIFFERENTCONTENTOFOLEICACIDMODIFIEDFE3O4ONTHEMAGNETICPOLYMER磁含量WTDNMDWMPDI现象与产物形貌41728320174117小球表面光滑，球形较好，但粒径分布较宽，无规则状的较少61732023376135小球表面光滑，球形及分散性较好81686919068113出现无规则的颗粒稍多，可能是由于粘附在搅拌棒底部较多引起的101693619756116球形及分散性都很好，但有个别无规则的颗粒生成121940324304125小球球形及分散性较好，但完全分散所需时间较长16油酸改性FE3O4不
24、能完全分散，导致反应过程中粘性较大，粘连成块，颗粒较大桂林理工大学本科毕业设计论文12图6不同用量油酸改性FE3O4的磁性聚合物微球的光学显微镜图A4WTB6WTC8WTD10WTE12WTFIG6THEOPTICALMICROSCOPEIMAGESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTCONTENTOFOLEICACIDMODIFIEDFE3O4A4WTB6WTC8WTD10WTE12WT桂林理工大学本科毕业设计论文13051015202530WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER48587510012015
25、0180250270550A051015202575100125150200300355600WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETERB0510152025303575100125150200300355600WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETERD051015202575100125150200300355600WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETERD05101520253075100125150200300355600WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETERE图7不同用量油酸改性FE3O4的磁性聚合物微球的
26、粒径分布图A4WTB6WTC8WTD10WTE12WTFIG7THEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTCONTENTOFOLEICACIDMODIFIEDFE3O4A4WTB6WTC8WTD10WTE12WT桂林理工大学本科毕业设计论文140100200300400500600020406080100CUMULATIVESIZEDISTRIBUTION,PARTICLESIZE,MICROMETERD50ABCDE图8不同用量油酸改性FE3O4的磁性聚合物微球累计粒度分布曲线A4W
27、TB6WTC8WTD10WTE12WTFIG8THECUMULATIVEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONCURVESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTCONTENTOFOLEICACIDMODIFIEDFE3O4A4WTB6WTC8WTD10WTE12WT由表4、图6看出，不同磁含量所制得的微球表面光滑，球形、分散性等较好，随着油酸改性FE3O4用量的增加，微球粒径有增大的趋势，微球的粒径集中在200355M的范围内分布较多。图7和图8是油酸改性FE3O4用量分别为4WT、6WT、8WT、10WT、12WT所得聚
28、合物微球的粒径分布柱状图和累计粒度分布曲线，可以看出，不同磁含量所得的微球粒径分布，都呈现了较好的正态分布。磁性聚合物微球的D50值依次为213M、153M、250M、1601M和222M，此与表3中光学显微镜图计算出的DN有一定的差异，原因可能是由于光学显微镜所选的图片具有随机性，存在较大的误差。并由表4可知，当油酸改性FE3O4用量增加至16WT时，其已经很难在苯乙烯中完全分散，并且在聚合反应过程中会有越来越多的FE3O4吸附在微球的表面19，影响共聚单体彼此间的接触，最终阻碍聚合反应的顺利进行。因此，油酸改性FE3O4用量最大增加到12WT即可。36分散剂用量对磁性聚合物微球性能的影响固
29、定单体比例MRAHMST12，油酸改性FE3O4用量为单体总量的6WT；引发剂AIBN用量为单体总量的1WT；85下反应3H，90下熟化2H；搅拌速度为500R/MIN。明胶用量对磁性聚合物微球的性能影响见表5和图9，对磁性聚合物微球粒径分布的影响见图10和图11桂林理工大学本科毕业设计论文15表5明胶用量对磁性聚合物微球性能的影响TABLE5EFFECTSOFDIFFERENTCONTENTOFGELATINONTHEMAGNETICPOLYMERMICROSPHERES明胶含量WTDNMDWMPDI值现象及产物形貌41953424124123生成的颗粒粒径较大，个别形状不规则或者未成形，小
30、球无粘结现象51575020730132小球粒径稍小于明胶4WT，但仍然较大，表面光滑度良好61732023376135微球的球形度好，粒径适中，表面光滑度好71498018437123小球粒径分布稍宽，有些小球有粘结，小球表面粗糙图9不同明胶用量的磁性聚合物微球的光学显微镜图A4WT、B5WT、C6WT、D7WTFIG9THEOPTICALMICROSCOPEIMAGESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTCONTENTOFGELATINA4WT、B5WT、C6WT、D7WT桂林理工大学本科毕业设计论文1601020304050
31、WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER751001251502003003556004051015202530WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER7510012515020030035560050510152025WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER7510012515020030035560060510152025WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER751001251502003003556007图10不同明胶用量的磁性聚合物微球的粒径分布图A4WT、B5WT、C6WT、D7WTFIG10THEPA
32、RTICLESIZEDISTRIBUTIONOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTDOSAGEOFGELATINA4WT、B5WT、C6WT、D7WT桂林理工大学本科毕业设计论文170100200300400500600020406080100D50CUMULATIVESIZEDISTRIBUTION,PARTICLESIZE,MICROMETERABCD图11不同明胶用量的磁性聚合物微球累计粒度分布曲线A4WT、B5WT、C6WT、D7WTFIG11THECUMULATIVEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONCURV
33、ESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTDOSAGEOFGELATINA4WT、B5WT、C6WT、D7WT从表5和图9、图10可以看出，当明胶为4WT和5WT时，微球颗粒较大，且呈现无规则状，没出现粘连现象，但大的颗粒成球性较差，小颗粒球形完好，原因可能是由于分散剂含量偏低时，有机相液滴附近的分散剂浓度过低，分散的稳定性减弱，导致反应单体得不到充分的保护，微球的颗粒变大；明胶为6WT时，球形较好，表面光滑，大小较均匀；当明胶为7WT时，球形变小，微球之间有粘结现象。随着明胶用量的增大，微球的平均粒径越来越小，但明胶用量多，体系会
34、有一定的粘性，导致微球的刚性下降。由图11微球的累计分布曲线可得D50值分别为3236M、1786M、1626M、1626M，呈现逐渐减小。因此，明胶含量为6WT时，所得微球较为理想。悬浮聚合中，所用分散剂是一种立构稳定剂，在颗粒间很大的位阻效应，形成的保护膜可避免液滴发生碰撞或者粘结，从而使反应单体形状保持稳定20。当明胶含量较少时，能包裹的微球较少，且被包裹的微球稳定性较差，反应单体不能得到充分保护，有的微球碰撞时会并聚，因此微球粒径会偏大。随着明胶含量的增多，体系中被包裹的微球越来越多，微球间表面的位阻增大，从而粒径变小。但明胶过量，反应体系粘性偏大，少部分大粒径微球形成后难以被搅动的剪
35、切力分裂，因此导致了微球粒径分布变宽，产物产生粘结。37反应温度对磁性聚合物微球性能的影响固定单体比例MRAHMST12，油酸改性FE3O4用量为单体总量的6WT，分散剂明胶的用量为单体总量的6WT，引发剂AIBN用量为单体总量的1WT；搅拌速度为500R/MIN，反应温度对磁性微球的形态及粒径的影响见表6和图12，对磁性微球粒径分布的影响见图13和图14桂林理工大学本科毕业设计论文18表6反应温度对磁性聚合物微球性能影响TABLE6EFFECTSOFDIFFERENTTEMPERATUREONTHEMAGNETICPOLYMERMICROSPHERES反应温度DWMDNMPDI值现象及产物形
36、貌80236185127出现较多大颗粒，小球形状不规则85237188126微球的球形好，粒径适中，整体表面光滑，不过部分小球出现孔洞90260189137小球固化快，平均粒径较大图12不同反应温度的磁性聚合物微球的光学显微镜图A80B85C90FIG12THEOPTICALMICROSCOPEIMAGESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTTEMPERATUREA80B85C90桂林理工大学本科毕业设计论文19010203040WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER751001251502003003556
37、00A0510152025WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER75100125150200300355600B010203040WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER75100125150200300355600C图13不同反应温度的磁性聚合物微球的粒径分布图A80B85C90FIG13THEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTTEMPERATUREA80B85C90桂林理工大学本科毕业设计论文2001002003004005006000
38、20406080100D50CUMULATIVESIZEDISTRIBUTION,PARTICLESIZE,MICROMETERABC图14不同反应温度的磁性聚合物微球累计粒度分布曲线A80B85C90FIG14THECUMULATIVEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONCURVESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTTEMPERATUREA80B85C90图12是磁性聚合物微球的光学显微镜照片，从图中可看出微球表面光滑，分散性较好，但80时小球形状不规则，图13是不同反应温度微球的粒径分布图，由图可知在300350
39、M处的微球量最多，由表6可以看出，随着反应温度的升高，所制得的磁性微球粒径DN值依次为185、188、189M，此与图14累计分布曲线中的D50值依次为221、166、211M存在一定的差异。综合考虑，反应温度为85为较好。引发剂的半衰期随温度的升高而变短，导致聚合速率增大，链增长速率过快，成核的微球增多。并且由于温度升高，有机液相的粘度降低，粒子间的碰撞加剧，最终使微球的粒径增大。由于所得微球粒径大、数目少，微粒对共聚物自由基和聚合物链的捕捉效率下降，导致二次成核，使粒径分布变宽。38引发剂用量对磁性聚合物微球性能的影响固定单体比例MRAHMST12，油酸改性FE3O4用量为单体总量的6WT
40、；分散剂明胶用量为单体总量的6WT，85下反应3H，90下熟化2H；搅拌速度为500R/MIN。AIBN用量对磁性聚合物微球的性能影响见表7和图15，对磁性微球粒径分布的影响见图16和图17。桂林理工大学本科毕业设计论文21表7AIBN用量对磁性聚合物微球性能的影响TABLE7EFFECTSOFAIBNAMOUNTONTHEMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESAIBN用量DNMDWMPDI值现象及产物形貌051531623106微球表面粗糙，部分球形无规则，出现坑洞，产率W6450751621893116微球球形较好，表面光滑，分散性较好，但有部分球形状不规则，W672117
41、3234135球形好、表面光滑，刚性较好，产率W78712526331319小球球形很好，表面光滑，但有部分颗粒较大，产率W787图15不同AIBN用量的磁性聚合物微球的光学显微镜图A05WTB075WTC1WTD125WTFIG15THEOPTICALMICROSCOPEIMAGESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTCONTENTOFAIBNA05WTB075WTC1WTD125WT桂林理工大学本科毕业设计论文22010203040WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER751001251502003003
42、55600A051015202530WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER75100125150200300355600B0510152025WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER75100125150200300355600C05101520253035WEIGHT，PARTICLESIZE,MICROMETER75100125150200300355600D图16不同AIBN用量的磁性聚合物微球的粒径分布图A05WTB075WTC1WTD125WTFIG16THEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONOFMAGNETICPOLYMERM
43、ICROSPHERESPREPAREDWITHDIFFERENTDOSAGEOFAIBNA05WTB075WTC1WTD125WT桂林理工大学本科毕业设计论文230100200300400500600020406080100D50CUMULATIVESIZEDISTRIBUTION,PARTICLESIZE,MICROMETERABCD图17不同AIBN用量的磁性聚合物微球累计粒度分布曲线A05WTB075WTC1WTD125WTFIG17THECUMULATIVEPARTICLESIZEDISTRIBUTIONCURVESOFMAGNETICPOLYMERMICROSPHERESPREPAR
44、EDWITHDIFFERENTDOSAGEOFAIBNA05WTB075WTC1WTD125WT从表7和图15可以看出，随着AIBN用量的增加，微球平均粒径逐渐变大，分别为153M、162M、173M及263M；粒径分散度也增大，分别为106、116、135及19。究其原因，可能是随着AIBN含量的增加，反应单体中自由基浓度增加，反应加剧，相连接的分子链逐渐增多，导致粒径变宽。由图16和图17可以看出，在一定的范围内随着引发剂用量的增加DN和D50值都呈现逐渐增大的趋势，且转化率也逐渐增大，因为引发剂的量不仅对反应速率有影响，对成球粒径及球性质也有影响21。当引发剂用量分别为05WT和075W
45、T时，引发剂含量较低，产生的自由基浓度不足，则单体的转化率相对就低；引发剂用量为10WT时，单体的转化率达到最高且整体球形较好；但当引发剂用量为125WT时，生成较多较大的颗粒且转化率较低，原因可能是由于反应初期形成的自由基数目增多，使得聚合体系内引发剂浓度增加，聚合速率加快，同时体系的粘度也迅速增大，微球碰撞几率增多，导致微球粒径变大；但引发剂的用量增大到一定程度后，不仅不能有效的提高转化率，反而会造成反应单体体系中瞬时颗粒过于集中，引起集聚，稳定性变差，终止速率亦增大22。因此，引发剂用量为10WT时为最佳配比。桂林理工大学本科毕业设计论文244结论（1）单体比例MRAHMST12，明胶用
46、量为单体总量的6WT，AIBN用量为单体总量的1WT，改性FE3O4用量为8WT，85下反应3H；90下反应2H，所制备的松香基磁性聚合物微球分散性均匀，球形好，磁性强，产率高。（2）红外光谱分析表明成功制得了磁性聚合物微球PRAHST/FE3O4；X射线衍射分析表明聚合物的引入并未对FE3O4的结构产生影响。（3）光学显微镜照片看出所制得的微球球形好，表面光滑，分散性好。热重分析说明微球的残留量随着油酸改性FE3O4用量的增加而增大，油酸改性FE3O4的投入量与残留量数值相吻合。（4）磁性能数据表明微球具有超顺磁性。随着油酸改性FE3O4用量的增加，微球的比饱和磁化强度逐渐增大，当FE3O4
47、用量增大至8WT时，微球的磁含量达到饱和，比饱和磁化强度达到313EMU/G。桂林理工大学本科毕业设计论文25致谢半年的忙碌即将画上句号，我的毕业设计实验已经接近尾声，这半年的时间里，我有了很多的收获，也有了很多的感慨。作为一个本科生，在设计、实验中由于经验的匮乏，难免会考虑不周全。我很感谢我的老师、师兄以及与我同组的同学，如果没有他们的督促、指导和支持，我不可能如此顺利的完成任务。首先，要感谢余彩莉老师对我的教导和栽培，在老师的带领下，我逐渐学会如何去研究一个新的课题。在学习的过程中我不仅学到了知识以及实验的方法，老师认真严谨的作风让我获益匪浅。老师平日里工作繁多，不仅要带我们组的毕业设计实
48、验还要上课，但在我做毕业设计的每个阶段，从资料查询，设计、修改、确定实验方案，中期检查，后期详细设计，论文撰写等整个过程中都给予了我悉心的指导。不仅敬佩余老师渊博的学识，老师治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。其次，要感谢王孝磊师兄对我任务完成过程的支持，在我遇到问题时，他们总是能够耐心思考问题和解决问题。对我修改论文时给予的指导帮助，使我学到许多。同时，陈传伟师兄和任鹏师兄在我平时的实验以及论文写作指导中也提供了一些意见和建议，在专业软件的使用中了提供了指导。最后，我要感谢同组同学的帮助，以及四年中所有的授课老师。老师们将专业知识传授给我，为毕业设计
49、实验提供了很多的理论基础。实验时，同学们的指点和提醒，让我得以顺利将每个实验做完、做好。我的成果离不开你们的帮助桂林理工大学本科毕业设计论文26参考文献1曹祺风宋文生朱长春等松香改性研究概述J广州化工200735510132任天瑞李永红松香化学及其应用M北京化学工业出版社2006133刘峰张招贵高红云等松香改性研究的现状及趋势J江西化工20010436，334李佶辉哈成勇松香改性的研究进展J天然产物研究与开发20031565525585余彩莉宫青海张发爱松香甲基丙烯酸羟乙酯均聚和共聚研究J东北林业大学学报20102881231256余彩莉宫青海张发爱松香丙烯酸加成物与HEMA酯化及溴化反应研究J中国胶粘剂201120118217OKUBOMYAMADAAMATSUMOTOTESTIMATIONOFMORPHOLOGYOFCOMPOSITEPOLYMEREMULSIONPARTICLESBYTHESOPETITRATIONMETHODJJPOLYMSCIPARTAPOLYMCHEM,1980,18321932288杨卫海吴瑶张轶等磁性分子印迹聚合物核壳微球的制备及应用J化学进展2010229181918259
