摘 要

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)及丙烯酸(AA)为原料通过乳液聚合的方式合成聚丙烯酸酯乳液。用二甲基甲酰胺溶解聚丙烯酸酯固体膜和β-环糊精，得到纺丝液。用静电纺制备聚丙烯酸酯改性的β-环糊精纳米纤维膜。合成聚丙烯酸酯膜的最优比例为甲基丙烯酸甲酯:丙烯酸丁酯:丙烯酸=21:19:5。随着β-环糊精的含量增加，膜表面的斑点和珠状物明显减少，单根纤维丝粗细更均匀、细腻，纤维丝表面更加光滑，纤维丝间的空隙明显增大，使得纳米纤维膜的比表面积增大。PA/β-CD纳米纤维膜具有一定的耐水性和吸附性，对水中的Cu² 离子有较强的吸附能力。

关键词：聚丙烯酸酯 β-环糊精 乳液聚合 静电纺丝 物理吸附

Preparation of β-Cyclodextrin/Polyacrylate Water-Resistant Film and

Its Capturing Performance to Heavy Metal Contaminants

ABSTRACT

The polyacrylate emulsion was synthesized by means of emulsion polymerization using methyl methacrylate (MMA), butyl acrylate (BA) and acrylic acid (AA) as raw materials. The polyacrylate solid film and β-cyclodextrin were dissolved with dimethylformamide to obtain a spinning solution. Polyacrylate-modified β-cyclodextrin nanofiber membranes were prepared using an electrostatic spinning machine. The optimal ratio of synthetic polyacrylate film is MMA:BA:AA= 21:19:5. With the increase of the content of β-cyclodextrin, the spots and beads on the surface of the film were significantly reduced. The thickness of the single fiber filaments is more uniform and delicate, and the surface of the fiber filaments is smoother, and the gap between the filaments is significantly increased, which increases the specific surface area of the nanofiber membranes. PA/β-CD nanofiber membranes have water resistance and adsorptivity, and have strong adsorption capacity for Cu² ions in water.

Keywords: Polyacrylate; β-cyclodextrin; Emulsion polymerization; Electrospinning; Physical adsorption

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1β-环糊精 1

1.1.1环糊精的历史 1

1.1.2环糊精的理化性质 1

1.1.3环糊精的改性 2

1.1.4β-环糊精的应用 2

1.2聚丙烯酸酯 2

1.2.1PA简介 2

1.2.2乳液聚合 3

1.3静电纺丝技术 4

1.4本课题研究的意义 4

第二章 实验部分 6

2.1药品和仪器 6

2.2实验步骤 7

2.2.1聚丙烯酸酯乳液的制备 7

2.2.2聚丙烯酸酯乳液固含量的测定 7

2.2.3PA/β-CD纳米纤维膜的制备 7

2.2.3不同环糊精含量的纳米纤维膜的形貌表征 8

2.2.4PA/β-CD纳米纤维膜的耐水性 8

2.2.5PA/β-CD纳米纤维膜对Cu² 的吸附及吸附率的测定 8

2.2.6不同β-环糊精含量的PA/β-CD纳米纤维膜对铜离子的吸附测定 8

2.2.7吸附Cu² 前后PA/β-CD纳米纤维膜的形貌表征 9

第三章 实验结果和讨论 10

3.1PA的合成 10

3.1.1乳化剂对PA合成反应的影响 10

3.1.2引发剂量对PA合成的影响 10

3.1.3单体比例对PA合成的影响 10

3.2 PA/β-CD纳米纤维膜的制备 11

3.2.1静电纺丝机参数的确定 11

3.2.2β-CD含量对PA/β-CD纳米纤维膜表面形貌的影响 11

3.3对Cu² 的吸附性能研究 12

第四章 结论和展望 15

4.1结论 15

4.2展望 15

参考文献 16

致谢 19

第一章 绪论

1.1β-环糊精

1.1.1环糊精的历史

十九世纪九十年代初，化学家从细菌消化液中提取出了能在水中重结晶的物质。由于该物质能被酸分解并且没有还原性，它被命名为“木粉(cellulosine)”，在当时还没有确认它的结构。十二年后，又陆续发现了两种和木粉是同一种物质的晶体。这两种晶体和碘液反应之后呈现不同的颜色。这两种晶体就是α-环糊精和β-环糊精，这种用反应颜色判断的方法现在还在使用中。

环糊精(Cyclodextyin,CD)，通过一种特殊的化学键将单体分子依次连接成一个环状。在自然界中存在着三种不同单体数目的环糊精，通过它们可以制备出环糊精衍生物。因为受到葡萄糖分子间的空间位阻的影响，少于六个单元的环糊精分子无法形成。近年来，由9-19个葡萄糖单元组成的大环环糊精的纯化问题也得到了解决，关于这些大环糊精的研究也逐步的开展起来。

1.1.2环糊精的理化性质