在本章中,我们合成了一种未氯化的卤代胺先驱单体(4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3-呃唑烷-2-酮,AEO)和一种季铵盐单体(甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵,DMAE-BC)。通过铈盐引发氧化还原接枝的方法,分别将AEO或AEO/DMAE-BC接枝或共接枝到纤文素纤文上,然后将接枝纤文氯化得到接枝卤代胺纤文。研究了接枝反应的工艺条件。
2.2 实验原料和设备
2.2.1主要的实验原料
表2-1
名称 生产厂家 备注
碳酸二乙酯 上海试剂一厂 ≥98.5%
2-氨基-2-乙基1,3-丙二醇 Pfaltz & Baner, Inc 分析纯
甲醇钠 中国医药(基团)上海试剂公司 甲醇溶液,≥50%
丙烯酸 天津市化学试剂研究所 分析纯
三氯化磷 天津市化学试剂一厂 分析纯
乙酸乙酯 北京益利精细化学品有限公司 分析纯
氯仿 北京化工厂 分析纯
硝酸 天津市化学试剂三厂 分析纯
硝酸铈铵 中国医药(基团)上海试剂公司 分析纯
纤文素 由P&G公司提供
次氯酸钠水溶液 北京市西中化工厂 活性氯含量大7%
2.2.2 1H-NMR分析
采用Varin公司UNITY-200型核磁共振仪,以氘代氯仿、氘代水做溶剂,将样品配成溶液,在常温下进行测试,用TMS内标。
2.2.3 红外光谱
Nicolet 560-IR傅立叶变换红外光谱仪。与溴化钾粉末研磨均匀后压片。
2.2.4 扫描电子显微镜
采用Hitachi, SEM450电子显微镜,将样品喷金后,置于样品台直接观察。
2.3 单体合成与接枝聚合
2.3.1 AEO的合成
在250mL的三口瓶中加入2-氨基-2-乙基1,3-丙二醇27.4g(0.23mol)、碳酸二乙酯35mL(0.29mol)、甲醇钠0.5g,加热回流48hr。得到的反应液减压蒸出大部分的乙醇后把液体导入100mL的乙酸乙酯中,搅拌,析出大量的固体。过滤,洗涤得到的固体,真空干燥。得到产物为羟甲基乙基呃唑烷酮(EHO),产率为75%。在100mL的单口烧瓶中加入合成的羟甲基乙基呃唑烷酮4.37g(0.030mol)、丙烯酰氯2.7mL(0.033mol)、少量的对苯二酚和溶剂氯仿40mL,回流。得到反应后旋转蒸发得到的反应液,除去溶剂氯仿和未反应的丙烯酰氯,产物直接使用。
2.3.2 AEO接枝聚合反应
AEO的接枝聚合取一定量的AEO单体和硝酸铈铵,溶于10mL的水和二甲基亚砜混合溶剂中(体积比2:3),加入纤文素,氮气鼓泡10min,然后密封,在恒温水浴中反应一段时间。接枝后的纤文素用丙酮洗涤,抽提12hr,干燥,称重。
氯化把接枝AEO的纤文素浸泡在次氯酸钠溶液中30min后取出,洗涤,干燥。
2.3.3 DMAE-BC的合成
以60mL二氯甲烷为溶剂,在单口瓶中加入甲基丙烯酸2-(N,N二甲基氨基)乙酯(DMAE)(17.3mL)和氯化苄(11.9mL),投料摩尔比为1:1,加热回流反应。由于反应物单体DMAE上存在一个乙烯基,在加热回流反应的过程中可能会发生自聚,在反应前向其中加入了一定量的对苯二酚作为阻聚剂。反应优尔小时后停止加热让其自然冷却析出晶体,抽滤、洗涤、干燥最后得到产品,此季铵化反应的产率较高,接近100%。
2.3.4 DMAE-BC接枝聚合反应
取一定量的单体和硝酸铈铵,溶于10mL的水,加入纤文素,氮气鼓泡10min,然后密封,在恒温水浴中反应一段时间。接枝后的纤文素用丙酮和水抽提12hr,干燥。称重。
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