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改性聚丙烯酰胺共聚物的合成及水溶液性质

作　者: 于晖
导　师: 冯莺
学　校: 青岛科技大学
专　业: 材料学
关键词: 聚丙烯酰胺共聚物 疏水缔合 溶液特性 耐热性 耐盐性
分类号: O633.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 356次
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内容摘要


本文首先采用水溶性单体丙烯酸（AA）、甲基酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）、丙烯酸二羟基乙酯（HEA）、N N亚甲基双丙烯酰胺（MBAA）与丙烯酰胺共聚制备改性聚丙烯酰胺，采用水溶液聚合法合成了二元共聚物HPAM／AA、PAM／DMC，三元共聚物HPAM／AA／HEA、HPAM／AA／MBAA。用红外光谱和热重曲线表征了共聚物的结构和耐热性，在1.0mol·L-1NaCl溶液中，用特性粘度法研究了单体投料量（摩尔分数）对共聚物特性粘度和哈金斯参数kH的影响。结果表明在相同反应条件下，AA和DMC的加入会使共聚物特性粘度降低；而HEA和MBAA的加入则会使共聚物特性粘度升高。AA和MBAA的加入会使共聚物的kH升高，溶解性降低；HEA和DMC的加入则使共聚物的kH降低。研究了共聚物水溶液性质，探讨了共聚物浓度、温度、NaCl浓度以及剪切速率对共聚物水溶液表观粘度的影响。结果表明，当HEA投料量为6mol％时，浓度为0.7％的三元共聚物HPAM／AA／HEA的溶液的表观粘度是相同条件下二元共聚物HPAM／AA的两倍，达到2400mPa．S，温度从30℃升至60℃时，表观粘度的耐温保持率从50％提高到72％；当MBAA投料量为单体总量的0.06wt％时，浓度为0.7％的三元共聚物HPAM／AA／MB的溶液的表观粘度是相同条件下二元共聚物HPAM／AA的三倍，达到3200mPa．S，表观粘度的耐温保持率也从50％提高到72％。本文还采用疏水单体丙烯酸十八酯（OA）与丙烯酰胺进行共聚制备改性聚丙烯酰胺，以N，N二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂，采用溶液聚合法合成了疏水缔合水溶性二元共聚物（PAM／OA）。用红外光谱、元素分析和热重曲线表征了共聚物的结构和耐热性；研究了温度、NaCl浓度对共聚物溶液表观粘度的影响，发现在临界缔合浓度以上，NaCl浓度的升高使共聚物溶液表观粘度上升，表现出很好的耐盐性；研究了表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）与共聚物的协同效应，发现当SDS浓度为0.5wt％时，SDS与浓度为3.0％的PAM／OA（1.0）溶液有极好的协同效应，表观粘度上升了20倍，达到6000mPa．S。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
符号说明  9-10
前言  10-11
第一章 文献综述  11-33
  1.1 改性丙烯酰胺水溶性共聚物在国民经济中的应用  12-15
    1.1.1 石油开采  12-13
    1.1.2 污水处理  13-14
    1.1.3 生物医学  14
    1.1.4 涂料工业  14
    1.1.5 造纸工业  14-15
  1.2 水溶性耐温耐盐性共聚物的研究发展方向  15-21
    1.2.1 超高分子量聚丙烯酰胺均聚物和多元共聚物的合成  16-17
    1.2.2 功能型单体在离子型疏水缔合水溶性多元共聚物中的应用  17-19
    1.2.3 离子型单体在丙烯酰胺多元共聚物中的应用  19-21
  1.3 疏水缔合水溶性聚合物的研究进展  21-33
    1.3.1 疏水缔合水溶性聚合物的合成方法  23-27
    1.3.2 疏水缔合水溶性聚合物的结构  27-30
    1.3.3 疏水单体的选择  30-33
第二章 离子型改性聚丙烯酰胺的合成与表征  33-49
  2.1 实验部分  33-36
    2.1.1 原料  33-34
    2.1.2 仪器  34
    2.1.3 共聚产物特性粘度[η]和哈金斯参数k_H的测定  34
    2.1.4 共聚产物梭基含量的测定  34-35
    2.1.5 共聚产物结构的表征  35
    2.1.6 共聚产物的耐热性  35
    2.1.7 共聚产物凝胶含量(Gel content)的计算  35-36
    2.1.8 聚丙烯酰胺共聚物的合成  36
  2.2 结果与讨论  36-47
    2.2.1 丙烯酸(AA)用量对共聚物特性粘度[η]和哈金斯参数k_H的影响  38-40
    2.2.2 DMC用量对共聚物特性粘度[η]和哈金斯参数k_H的影响  40-42
    2.2.3 HEA用量对共聚物特性粘度[η]和哈金斯参数k_H的影响  42-43
    2.2.4 MBAA用量对共聚物特性粘度[η]和哈金斯参数k_H的影响  43-44
    2.2.5 共聚物的红外表征  44-46
    2.2.6 共聚物的热稳定性  46-47
  2.3 结论  47-49
第三章 离子型改性聚丙烯酰胺的溶液特性  49-69
  3.1 实验部分  49-51
    3.1.1 原料  49-50
    3.1.2 仪器  50
    3.1.3 共聚物去离子水中表观粘度η_(app)的测定  50
    3.1.4 不同温度下共聚物水溶液表观粘度η_(app)的测定  50
    3.1.5 不同盐度下共聚物水溶液表观粘度η_(app)的测定  50
    3.1.6 不同剪切速率下共聚物水溶液表观粘度η_(app)的测定  50-51
  3.2 结果与讨论  51-67
    3.2.1 改性聚丙烯酰胺共聚物在去离子水中的表观粘度  51-57
    3.2.2 改性聚丙烯酰胺共聚物水溶液的耐热性  57-62
    3.2.3 改性聚丙烯酰胺共聚物水溶液的耐盐性  62-63
    3.2.4 改性聚丙烯酰胺共聚物水溶液的耐剪切性  63-67
  3.3 结论  67-69
第四章 溶液法聚(丙烯酰胺/丙烯酸十八酯)的溶液特性  69-89
  4.1 实验部分  69-70
    4.1.1 实验原料  69-70
    4.1.2 实验仪器  70
  4.2 实验方法  70-71
    4.2.1 共聚物的合成  70
    4.2.2 共聚物结构、组成的表征  70-71
    4.2.3 共聚物特性粘度的测定  71
    4.2.4 共聚物表观粘度的测定  71
  4.3 结果与讨论  71-88
    4.3.1 疏水缔合型PAM/OA共聚物的结构与组成的表征  71-75
    4.3.2 影响临界缔合浓度的因素  75-80
    4.3.3 疏水缔合型PAM/OA共聚物的溶液特性  80-88
  4.4 结论  88-89
参考文献  89-95
致谢  95-96
攻读学位期间发表的学术论文目录  96-98

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 杂链聚合物 > 链上含氮的聚合物 > 聚酰胺
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