丙烯酰胺雙水相聚合.pdf

1、聚丙烯酰胺(PAAm)被廣泛地應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦業(yè)、地質(zhì)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(jì)50年代被提出后,已被廣泛應(yīng)用于生物蛋白質(zhì)和細(xì)胞分離領(lǐng)域,技術(shù)已相當(dāng)成熟。但是將水溶性聚合物的制備與雙水相體系兩者結(jié)合的研究還鮮有報(bào)道。
　　本論文以此為出發(fā)點(diǎn),提出利用雙水相聚合反應(yīng)制備水溶性聚合物的新方法。雙水相聚合反應(yīng)是將一種水溶性單體、引發(fā)劑及分散介質(zhì)(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(jìn)行聚合反應(yīng),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(yīng)。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(jī)溶劑污染,后處理簡(jiǎn)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(zhì)。運(yùn)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(duì)相圖的影響。結(jié)合溴化滴定法測(cè)定了AAm在兩相中的分配系數(shù),考察了PAAm和PEG20000濃度及平衡溫度對(duì)AAm分配系數(shù)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(duì)液滴形態(tài)及滴徑分布的研究,提出液滴形成及穩(wěn)定機(jī)理。認(rèn)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(nèi)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(cè)定聚合過程中單體在兩相中的分配系數(shù),認(rèn)為雙水相聚合為一個(gè)在兩相中同時(shí)聚合的反應(yīng)。
　　本文分別研究了單一引發(fā)體系:過硫酸銨(APS);復(fù)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(dòng)力學(xué)。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(zhì)種類及乳化劑種類對(duì)聚合速率及轉(zhuǎn)化率的影響,同時(shí)研究了聚合溫