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摘 要

聚乙烯基吡咯烷酮是目前NVP类聚合物种生产方案最成熟、研究最深入的精细化学品，其广泛应用于医药及纺织染色行业。PVP聚合方式主要有自由基聚合和离子聚合，可以通过选择聚合手段生产预计分子量的产品，也可实现对其改性。引发聚合的方式种类繁多，利用机械能来聚合已早有研究，但由于材料和聚合方法的限制，并未得到广泛应用。对镓或基于镓的液态金属进行超声处理可将其分散为微滴和纳米滴，快速产生自由基，并引发乙烯基单体在纳米金属液滴表面接枝聚合，而无需常规的分子引发剂。超声波的持续辐射能不断产生新的反应活性表面使这种聚合方法具有出色的耐氧性，高反应速率，以及将多种水溶性单体聚合成高分子量聚合物的能力。此外，LM液滴易于回收并可再次用于聚合反应。本课题拟利用乙烯基吡咯烷酮在纳米液态金属表面接枝，并评价纳米金属液滴的分散性能，深入研究此类具有广阔开发前景的新型聚合途径。

关键词：纳米金属液滴 聚乙烯基吡咯烷酮 辐射 聚合 接枝

Preparation and and Characterization of Liquid Metal Nanoparticles Graft-From Polymerization of Polyvinylpyrrolidone

Abstract

Polyvinylpyrrolidone is the most mature and deeply researched fine chemical in NVP polymer production. It is widely used in medicine and textile dyeing industry. The main polymerization methods of PVP are free radical polymerization and ion polymerization, which can produce products with expected molecular weight through selective polymerization, and can also change the performance. There are many ways to initiate polymerization, and mechanical energy has been studied for a long time. However, due to the limitation of materials and polymerization methods, it has not been widely used. The ultrasonic treatment of gallium or liquid metal based on gallium can disperse gallium into micro droplets and nano droplets, which can generate free radicals quickly, and initiate the grafting polymerization of vinyl monomers on the surface of nano metal droplets without the need of conventional molecular initiators. The continuous radiation of ultrasound can continuously produce new reactive surface, which makes this polymerization method have excellent oxygen resistance, high reaction rate, and the ability to polymerize a variety of water-soluble monomers into high molecular weight polymers. In addition, LM droplets are easy to recover and can be used for polymerization again. In this project, we want to use vinylpyrrolidone to graft onto the surface of nano liquid metal, and evaluate the dispersion of nano metal droplets, so as to further study this kind of new polymerization way with broad development prospect.

Key words: Liquid Metal Nanoparticles; Polyvinylpyrrolidone; Sonication; Polymerization; Graft

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1 PVP的性质和性能与应用 1

1.1.1 分子量与粘度 1

1.1.2 溶解性 1

1.1.3 成膜性 2

1.1.4 表面活性 2

1.1.5 络合性 3

1.1.6 化学稳定性 3

1.1.7 毒性 3

1.2 PVP的应用 3

1.2.1 PVP在纺织印染上的应用 3

1.2.2 PVP在医药上的应用 4

1.3 聚合方法 5

1.3.1 由N-乙烯基吡咯烷酮聚合及测定 5

1.4 测定方法 7

1.4.1 转化率测定 8

1.4.2 固含量测定 8

1.4.3 平均分子质量的测定 8

1.5 接枝聚合 8

1.5.1 辐射诱导接枝聚合 9

1.5.2 PVP的接枝 10

1.6 纳米金属液滴介导的超声波引发聚合 11

1.6.1 纳米金属液滴多为乙烯基单体自由基聚合的引发剂 11

1.6.2 LMMMP的反应特征 12

1.6.3 纳米金属液滴的分散性能及回收 13

1.7选题的目的、意义和研究内容 14

1.7.1选题的目的和意义 14

1.7.2选题的研究内容 15

第二章 实验部分 16

2.1 引言 16

2.2 实验准备 16

2.2.1 实验试剂 16

2.2.2 实验仪器 16

2.3 实验过程 17

第三章 结果与讨论 18

3.1NVP聚合产物的表征测试与分析 18

3.1.1傅立叶红外光谱（FTIR）分析或核磁共振分析仪（¹H NMR）分析 18

3.1.2X射线光谱（EDS）分析 18

3.1.3凝胶渗透色谱法（GPC）分析 18

3.2金属液滴的表征测试 18

3.2.1扫描电子显微镜（SEM）分析 18

3.4实验结果讨论 19

第四章 总结 20

参考文献 21

致 谢 23

第一章 引言

1.1 PVP的性质和性能与应用

聚乙烯基吡咯烷酮（polyvinyl pyrrolidone）简称PVP，分子式(C6H9NO)_X。由N-乙烯基吡咯烷酮（NVP）聚合而成，也是NVP类聚合物中目前为止生产最成熟、研究最深入的精细化学品。PVP是一种非离子型水溶性高分子聚合物，通常颜色为白色或接近白色，状态呈粉末状，有细微的臭味。

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