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《中国海洋大学》 2010年
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聚丙烯酸增稠剂的合成与性能研究

王一龙  
【摘要】:轻度交联聚丙烯酸(PAA)增稠剂以其具有无毒、环境友好、生物相容性等特点,在生物医药领域有广泛的应用前景。近年来,聚丙烯酸增稠剂因具有增稠能力强、电导率高等特点,极大改善了电池的放电性能和贮存性能,受到人们极大的关注。国内外对应用于上述领域增稠剂的合成方法及工艺的报道很少,所以研究具有良好增稠能力和耐电解质性能的聚丙烯酸增稠剂具有重要意义。 本文采用水溶液聚合法和沉淀聚合法制备了增稠能力强、耐电解质性能好的聚丙烯酸增稠剂。 (1)水溶液制备聚丙烯酸增稠剂 利用壳聚糖和顺丁烯二酸酐(马来酸酐)的酰化反应,合成了含有双键且水溶性好的N-马来酰化壳聚糖(N-malely chitosan,N-MACH)交联剂。通过红外分析(IR)、核磁共振(1H NMR)对所得产物的结构进行了表征,结果表明得到的产物的结构与理论产物分子结构相符。 以自制N-马来酰化壳聚糖(N-MACH)为交联剂,一定中和度的丙烯酸(AA)单体为主要原料,过硫酸铵-亚硫酸氢钠(APS-NaHSO3)为低温引发体系,通过水溶液自由基聚合制备聚丙烯酸增稠剂。研究了中和度、引发剂及交联剂用量等对增稠剂增稠性能的影响,确定了最优反应条件。采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、热失重法(TGA)等方法对产物的内部结构、表面结构、热性能进行了表征。 性能测试表明:中和后聚丙烯酸增稠剂粘度随用量的增加而增大,二者近似呈线性关系,0.5%的该增稠剂粘度最高可达54.3 Pa·s,加入浓度为0.005 mol·L-1的NaCl后粘度仍可达到22.4 Pa·s,较传统交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)制备的聚丙烯酸有较大提高。 (2)沉淀聚合制备聚丙烯酸P(AA-co-ODA)增稠剂 以含有C18疏水链的丙烯酸十八酯(ODA)为共聚单体,丙烯酸(AA)为主要原料,高分子非离子型表面活性剂Hypenner B-246为分散剂,偶氮二异庚腈(ABVN)为引发剂,利用沉淀聚合方法制得了带有长链疏水基团的聚丙烯酸增稠剂P(AA-co-ODA)。利用正交实验对主要影响因素及反应条件进行研究,通过单因素分析得到比较理想的合成工艺。采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、热失重法(TGA)等方法对产物的内部结构、表面结构、热性能进行了表征。 性能测试表明:中和后的聚丙烯酸P(AA-co-ODA)增稠剂表现为非牛顿流体中的塑性流体的流变学特性,其粘度随用量的增加而增大,0.5%的该增稠剂粘度最大可达110 Pa·s,透光率可达96.3%,加入浓度为0.005 mol·L-1的NaCl后粘度仍可达到41.2 Pa·s,聚丙烯酸碱性电解质溶液具有较高电导率。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ316.33

【引证文献】
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