超声辐照下甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应的研究 (2007年)
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２００７ 年 第 ２８ 卷 第 ５ 期 中 北 大 学 学 报（自然科学版）
Ｖｏｌ
．２８
Ｎｏ
．５ ２００７
（总第 １１５ 期）
JO U R N A L O F N O R T H U N IV E R SIT Y O F C H IN A
（
N A T U R A L SC IE N C E E D IT IO N
）
（
Ｓｕｍ Ｎｏ
．１１５）
文章编号： １６７３-３１９３（２００７）０５-０４３０-０４
超 声 辐 照 下 甲 基 丙 烯 酸 甲 酯 本 体 聚 合 反 应 的 研 究
李 玲
１
， 孟 涛
１
， 董凤云
１
， 朵英贤
２
（１．中北大学 材料科学与工程学院， 山西 太原 ０３００５１； ２．北京理工大学 机电学院， 北京 １０００８１）
摘 要： 超声波作为一种新型能源， 用以甲基丙烯酸甲酯 （
Ｍ Ｍ Ａ
） 单体的本体聚合的反应．研究了超声波
频率， 超声波辐照时间， 超声场温度， 引发剂用量对
Ｍ Ｍ Ａ
单体转化率的影响．结果表明： 该研究范围内，
超声波不能直接引发
Ｍ Ｍ Ａ
单体产生自由基， 进行本体聚合．超声波的频率对
Ｍ Ｍ Ａ
单体的转率有一定的
影响， 在频率为 ３５
ｋＨｚ
的超声波辐照下， 对提高
Ｍ Ｍ Ａ
单体转化率的作用最大．随着超声波辐照时间的增
加，
Ｍ Ｍ Ａ
单体的转化率随而增大．超声波辐照下，
Ｍ Ｍ Ａ
单体的转化率随聚合反应温度越高而增大．引发
剂用量增加，
Ｍ Ｍ Ａ
单体的转化率增大．
关键词： 超声波； 甲基丙烯酸甲酯； 单体转化率； 本体聚合
中图分类号：
Ｔ Ｑ
３１６．３３１ 文献标识码：
Ａ
R esearch on Initiation of M ethyl M ethacrylate
under U ltrasonic Irradiation
Ｌ Ｉ Ｌ ｉｎｇ
１
，
Ｍ ＥＮ Ｇ Ｔ ａｏ
１
，
ＤＯ Ｎ Ｇ Ｆｅｎｇ
-
ｙｕｎ
１
，
ＤＵ Ｏ Ｙ ｉｎｇ
-
ｘ ｉａｎ
２
（１．
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍ ａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
，
Ｎｏｒｔｈ Ｕ ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
，
Ｔ ａｉｙｕａｎ
０３００５１，
Ｃｈｉｎａ
；
２．
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍ ｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔ ｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ
１０００８１，
Ｃｈｉｎａ
）
A bstract
：
Ｕ ｌｔ ｒａｓｏｎｉｃ ａｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇ ｙ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｂｕｌｋ ｐｏｌｙｍ ｅｒｉｚａｔ ｉｏｎ ｏｆ ｍ ｅｔ ｈｙｌ ｍ ｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ
．
Ｔ ｈｅ ｅｆｆｅ
ｃ
ｔ
ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
，
ｔｉｍ ｅ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ
，
ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍ ｅｒｉｚａｔ ｉｏｎ ａｎｄ ｔ ｈｅ ｑｕａｎｔｉｔ ｙ
ｏ
ｆ
ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｏｎ ｔ ｈｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｍ ｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ａｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ
．
Ｔ ｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗ ｓ ｔｈａｔ ｕｌｔ ｒａｓｏｎｉｃ ｃａｎ
ｎｏｔ ｉｎｉｔｉａｔｅ ｂｕｌｋ ｐｏｌｙｍ ｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍ ｅｔ ｈｙｌ ｍ ｅｔｈａｃｒｙ ｌａｔｅ
．
Ｔ ｈｅ ｕｌｔ ｒａｓｏｎｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈａｓ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈ
ｅ
ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒａｔｅ ｏｆ ｍｅｔ ｈｙ ｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ
．
Ｕ ｌｔ ｒａｓｏｎｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｔ
３５
Ｈｚ ｈａｓ ｈｉｇ ｈｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｉ
ｎ
ｐｏｌｙｍ ｅｒｉｚａｔｅｄ ｍｅｔ ｈｙｌ ｍ ｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ ｔｈａｎ ｏｔ ｈｅｒ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
．
Ｔ ｈｅ ｌｏｎｇ ｅｒ ｔｉｍ ｅ ｏｆ ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ
，
ｔｈ
ｅ
ｈｉｇ ｈｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｍ ｅｔ ｈｙｌ ｍ ｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ
．
Ｔ ｈｅ ｈｉｇ ｈｅｒ ｔｅｍ ｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ
，
ｔｈｅ ｈｉｇｈ
ｅ
ｒ
ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌ ｍ ｅｔｈａｃｒｙ ｌａｔｅ
．
Ｔ ｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ
，
ｔｈｅ ｈｉｇ ｈｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｏｆ ｍ ｅｔ ｈ
ｙ
ｌ
ｍ ｅｔｈａｃｒｙ ｌａｔ ｅ
．
K ey w ords
：
ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ ｗ ａｖｅ
；
ｍ ｅｔｈｙｌ ｍ ｅｔ ｈａｃｒｙ ｌａｔｅ
；
ｍｏｎｏｍ ｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
；
ｂｕｌｋ ｐｏｌｙｍ ｅｒｉｚａｔ ｉｏｎ
超声波是一种频率为 （２×１０
４
～２×１０
７
）
Ｈｚ
的机械波， 从振幅的角度来分， 超声波可分为检测超声
和功率超声， 对于大振幅功率超声波又是一种能量形式．超声波作为一种新型能量为高分子合成提供了
一种新的思路．有关超声辐照作用的聚合反应研究的较多， 王棋等人用超声辐照引发
Ｍ Ｍ Ａ
微乳液聚
合， 超声辐照 ４０
ｍ ｉｎ
时单体转化率高达 ９０％
［１ ］
．徐僖成功地利用超声辐照对多种
Ｐｏｌｙｍ ｅｒ
-
Ｐｏｌｙｍ ｅｒ
和
Ｐｏｌｙｍ ｅｒ
-
Ｍ ｏｎｏｍ ｅｒ
体系进行共聚
［２，３］
．
Ｍ ａｌｈｏｒｔａ
用超声辐照几种均聚物（刚性的和柔性的）的混合溶液
，
以合成嵌段共聚物．
Ｆｕｊｉｗ ａｒｒａ
等人采用超声辐照
ＰＶ Ｃ
和
Ｍ Ｍ Ａ
的混合溶液， 以得到共聚物．
Ｌ ｕｃｈｅ
认
为， 均相体系在超声辐照作用下产生了自由基中间体．
Ｋ ｒｕｕｓ
和
Ｐｒｉｃｅ
的研究发现， 超声辐照可以引发乙
磁
收 稿 日 期 ： ２００６-０９-２０
作
者
简
介
：
李
玲
（
１
９
６
５
-
）
，
女
，
副
教
授
，
博
士
．
主
要
从
事
高
分
子
材
料
／
聚
合
物
基
合
材
料
研
究
．
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