丙烯酰胺雙水相聚合.pdf

1、聚丙烯酰胺(PAAm)被廣泛地應用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦業(yè)、地質和建筑行業(yè),是最重要的水溶性聚合物之一。聚合物雙水相體系概念在上世紀50年代被提出后,已被廣泛應用于生物蛋白質和細胞分離領域,技術已相當成熟。但是將水溶性聚合物的制備與雙水相體系兩者結合的研究還鮮有報道。
　　本論文以此為出發(fā)點,提出利用雙水相聚合反應制備水溶性聚合物的新方法。雙水相聚合反應是將一種水溶性單體、引發(fā)劑及分散介質(另一種水溶性聚合物)溶解在水中,

2、形成均相水溶液,一定條件下進行聚合反應,由于聚合物之間的相互作用,體系發(fā)生相分離,兩種聚合物分別富集在各自相中,形成互不相容的水溶性聚合物分散液的聚合反應。它克服普通水溶液聚合高粘、攪拌和傳熱困難等缺陷,且聚合和使用過程中不存在有機溶劑污染,后處理簡單,是制備水溶性聚合物的新方法。
　　本論文首先從水溶性聚合物的疏水性差異、聚合物水溶液粘度及聚合體系穩(wěn)定性角度出發(fā)選擇聚乙二醇(PEG)水溶液作為丙烯酰胺(AAm)雙水相聚合的分散介

3、質。運用紅外光譜及DSC研究了PAAm和PEG之間的相互作用。分別用GPC及濁度滴定法繪制了PAAm-PEG-水雙水相體系的相圖,考察了PEG分子量及平衡溫度對相圖的影響。結合溴化滴定法測定了AAm在兩相中的分配系數,考察了PAAm和PEG20000濃度及平衡溫度對AAm分配系數的影響。雙水相聚合體系中PEG水溶液為連續(xù)相,PAAm水溶液為分散相,通過對液滴形態(tài)及滴徑分布的研究,提出液滴形成及穩(wěn)定機理。認為有以下三方面原因促使液滴能穩(wěn)定

4、地分散在連續(xù)相中:液滴內部的高粘度、連續(xù)相的粘度及引發(fā)劑碎片的靜電作用。通過測定聚合過程中單體在兩相中的分配系數,認為雙水相聚合為一個在兩相中同時聚合的反應。
　　本文分別研究了單一引發(fā)體系:過硫酸銨(APS);復合引發(fā)體系:APS/三乙醇胺(TEA)和APS/四甲基乙二胺(TMEDA)的聚合動力學。單一引發(fā)體系中,考察了聚合溫度、APS濃度、單體濃度、PEG濃度、分散介質種類及乳化劑種類對聚合速率及轉化率的影響,同時研究了聚合溫