新一族疏水締合聚丙烯酰胺的合成及其水溶液的流變特性.pdf

1、本文以丙烯酰胺型陰離子表面活性單體2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸鈉(NaAMC<,14>S)為共單體，與丙烯酰胺(AM)實(shí)施了水溶液均相共聚合，并使NaAMC<,14>S的濃度處于臨界膠束濃度以上，制備了具有微嵌段結(jié)構(gòu)的共聚物NaAMC<,14>S/AM；用紅外光譜法對共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，使用烏氏粘度法測定了特性粘數(shù)，相對表征了共聚物的相對分子質(zhì)量：采用熒光探針法與表觀粘度法重點(diǎn)研究了共聚物的流變特性。研究結(jié)果表明，NaAMC<,14>

2、S/AM是新一族疏水締合聚丙烯酰胺，不僅克服了膠束共聚合的諸多缺點(diǎn)，更重要的是由于其分子鏈中疏水嵌段較長，因此具有很強(qiáng)的疏水締合性，其水溶液的切力變稀行為具有明顯的可逆性，表現(xiàn)出強(qiáng)的抗剪切性能。本研究中特別發(fā)現(xiàn)到，共聚物NaAMC<,14>S/AM其鹽水溶液的表觀粘度遠(yuǎn)高于純水溶液的表觀粘度，當(dāng)共聚物濃度為0.3％(wt％)、CaCl<,2>濃度為2％(wt％)時(shí)，溶液的表觀粘度竟然提高了三個(gè)數(shù)量級，表現(xiàn)出獨(dú)特的正性鹽敏性(即遇鹽變稠)

3、。 通過分別改變AM與NaAMC<,14>S的投料比、改變外加電解質(zhì)NaCl的加入量以及引發(fā)劑的用量，制備了分子鏈微結(jié)構(gòu)系列變化的共聚物NaAMC<,14>S/AM；采用熒光探針法與表觀粘度法研究了共聚物分子鏈微結(jié)構(gòu)與其疏水締合性能之間關(guān)系，較充分地探索了共聚物分子鏈中疏水微嵌段含量、疏水微嵌段長度及共聚物分子質(zhì)量諸微結(jié)構(gòu)因數(shù)對共聚物疏水締合性的影響。研究結(jié)果表明，共聚物NaAMC<,14>S/AM的疏水締合性隨著疏水微嵌段含量

4、的增加而增強(qiáng)，隨著疏水微嵌段長度的增長而增強(qiáng)，當(dāng)疏水微嵌段含量和嵌段長度一定時(shí)，共聚物的疏水締合性隨分子量的增大而增強(qiáng)。 本研究還合成了陽離子型gemini表面活性劑二溴化-N,N’-六(甲基十二烷基)己二銨(C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>)，采用表觀粘度法和熒光探針法深入研究了共聚物NaAMC<,14>S/AM與gemini表面活性劑C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>的相互作用。研究結(jié)果表明，新一族

5、疏水締合聚丙烯酰胺NaAMC<,14>S/AM與gemini表面活性劑C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>之間具有強(qiáng)烈的疏水相互作用，表現(xiàn)在幾個(gè)方面：C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>的加入，使共聚物NaAMC<,14>S/AM在濃度小于其臨界締合濃度(cac)時(shí)即發(fā)生分子間的締合；C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>在低于其臨界膠束濃度時(shí)，就與共聚物NaAMC<,14>S/AM形成混合膠束；當(dāng)共聚物濃度

6、的濃度為0.3wt％時(shí)，隨著C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>加入量的增多，共聚物水溶液的粘度會(huì)發(fā)生大幅度的提升，在最大值處粘度竟提高了3個(gè)數(shù)量級。研究中還發(fā)現(xiàn)，共聚物NaAMC<,14>S/AM與C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>之間的相互作用還與共聚物分子鏈中的疏水微嵌段含量有關(guān)，疏水微嵌段含量越多，NaAMC<,14>S/AM與C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>之間的相互作用越強(qiáng)，溶液粘度提升的