丙烯腈(AN)与亲水性单体的共聚是制备亲水性聚丙烯腈(PAN)功能材料的有效方式之一.本研究以AN与4-乙烯基吡啶(4-VP)的二甲亚砜(DMSO)溶液为研究对象,开展了γ射线辐射溶液共聚合制备AN/4-VP二元共聚物的研究,并对所合成的二元共聚物的化学结构、相对分子量、热性能和亲水性进行了表征分析.研究结果表明:γ射线辐照可以在室温下顺利引发AN和4-VP在DMSO中的共聚反应.吸收剂量在25 kGy时,单体转化率即达到90％以上,但所得共聚物相对分子量与剂量率相关.在30 kGy吸收剂量下,采用较低的剂量率(如11 Gy/min)辐照时,可以直接得到黏度为250 Pa·s的P(AN-co-4-VP)二元无规共聚物溶液,所合成的共聚物重均相对分子量约13万,两种单体结构单元组成与投料比一致;当剂量率超过20 Gy/min,所合成的共聚物相对分子量反而下降.当4-VP与AN的相对物质的量比较低(2％)时,辐射溶液聚合合成的P(AN-co-4-VP)二元无规共聚物热性能基本与PAN均聚物一致,并且4-VP并不参与?C≡N侧基的成环或交联反应.但P(AN-co-4-VP)二元无规共聚物的水接触角随着4-VP含量增加而逐渐减小,说明4-VP的引入可以提高PAN的亲水性.本文不仅为聚丙烯腈亲水改性提供了新思路,而且证明采用辐射溶液聚合方式可以直接得到高质量分数(>20％)的丙烯腈均聚物或共聚物的DMSO溶液,拓展了辐射技术在丙烯腈溶液聚合领域中的应用.

辐射溶液聚合;γ射线;丙烯腈;4-乙烯基吡啶;亲水性聚丙烯腈

孙锐;王雨松;姜志文;舒晶晶;汪谟贞;葛学武

中国科学院软物质化学重点实验室 中国科学技术大学高分子科学与工程系 合肥 230026;中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心 合肥 230026

辐射研究与辐射工艺学报

[1]孙锐;王雨松;姜志文;舒晶晶;汪谟贞;葛学武-.丙烯腈/4-乙烯基吡啶辐射溶液共聚合)[J].辐射研究与辐射工艺学报,2022(01):27-38

亲水性聚丙烯腈,辐射溶液聚合

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