陽離子型聚丙烯酰胺膠乳的合成及應用研究.pdf

1、作為水溶性高分子的重要品種之一，陽離子型聚丙烯酰胺膠乳因其溶解速度快、應用方便等優(yōu)點，已被廣泛應用于水處理、采油、造紙、紡織等工業(yè)領域，引起了科學界和工業(yè)界的極大的關注。然而對于反相乳液聚合理論的研究以及高分子量產(chǎn)品的設計一直是困擾學術界和工業(yè)界一個難題。本研究工作以新型引發(fā)體系的選擇為起點，采用反相乳液聚合方法，制備了高分子量的陽離子聚丙烯酰胺膠乳產(chǎn)品。 論文工作首先進行了反相乳液聚合體系乳化劑的遴選、最佳油水比以及最佳引發(fā)體

2、系的篩選。采用反相乳液聚合方法合成了聚(丙烯酰胺-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨)膠乳，對其結構作了紅外光譜和核磁共振氫譜分析。并通過核磁氫譜分析技術我們發(fā)現(xiàn)共聚物中存在少量的陽離子齊聚物。 本研究重點考察了反應條件對聚合反應速率的影響，得到了該體系的聚合動力學方程和反應活化能，進一步對聚合理論進行了探討。該新型氧化還原體系引發(fā)平和，聚合反應平緩，有利于得到高轉化率、高分子量的膠乳。 研究工作還對影響聚(丙烯酰胺—甲基丙烯

3、酰氧乙基三甲基氯化銨)特性粘數(shù)的情況作了討論，發(fā)現(xiàn)引發(fā)劑種類及用量、乳化劑用量、單體濃度、溫度、油水比對產(chǎn)物的特性粘數(shù)有較大的影響，最終優(yōu)化了反應條件。 本工作還對反相膠乳的形態(tài)進行了分析，發(fā)現(xiàn)隨著乳化劑用量的增加，乳膠粒的粒徑隨之減小；引發(fā)劑的用量對乳膠粒形態(tài)也有影響，用量增大，膠粒尺寸變小；放置時間的不同也有影響，存放兩年的樣品粘連抱團嚴重，而存放一年的樣品粘連情況不明顯；攪拌對乳膠粒尺寸分布有影響；膠粒的分布情況符合分散-

4、聚并理論。 基于反應動力學研究結果、產(chǎn)物分子量的影響因素以及膠乳的形態(tài)研究，本論文提出了相關反應機理，認為聚合反應在單體液滴中進行，均相成核占主導地位。 本工作同時對陽離子型聚丙烯酰胺膠乳的絮凝性能進行了研究。考察了陽離子聚丙烯酰胺的分子量、體系pH值對其絮凝性能的影響情況，并對高嶺土懸浮液中的絮凝機理作了初步探討。還研究了膠乳對腐殖酸懸浮液和高嶺土腐殖酸混合液的絮凝效果，與商品樣品作了對比；最后對不同形態(tài)的樣品絮凝效果