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树形分子的合成表征及其在铝酸钠溶液种分过程中的应用

陈胜福  
【摘要】: 树枝状大分子是一种特殊结构的新型高分子,具有高度支化、结构规整、多端基、单分散等独特的结构。这类化合物由小分子通过重复的反应过程来合成,而且分子量、分子尺寸、形状和表面官能团等都可控。这些特点使其在许多领域有潜在的应用价值,成为相关领域的研究热点。本文同时也综述了铝酸钠溶液种分分解机理及其强化手段。 针对文献报道PAMAM合成方法反应时间过长纯化难的缺点,本文采用发散法,以乙二胺、丙烯酸甲酯为原料合成了-0.5G和0G聚酰胺-胺树形高分子(PAMAM),对合成条件进行了优化,大大缩短了这两步反应的反应时间。对反应条件研究表明,适宜的反应温度为25℃,反应时间应大于48h,投料比是乙二胺与丙烯酸甲酯的摩尔比为1∶8,-0.5G PAMAM与乙二胺摩尔比为1∶30。采用红外光谱和端基分析方法对产物进行表征,结果表明其结构符合理论结构。实验还合成了0.5-4.5代PAMAM树枝状分子,改进了产物的纯化方法。 酸碱滴定分析在表征整数代PAMAM的胺端基方面具有重要的作用,本文阐述了酸碱滴定分析表征PAMAM胺端基的理论,采用自动电位滴定分析详细研究了初始pH值对滴定分析结果的影响,结果表明滴定初始pH值应该选择在小于2.0的情况下进行滴定,这样可以使叔胺充分质子化,减少叔胺质子化不完全导致的叔胺测定值的减小。 将PAMAM用于铝酸钠溶液种分过程中,研究了PAMAM不同代数、不同端基及加入量对铝酸钠溶液种分过程的影响。研究表明PAMAM的端基对氢氧化铝表面具有较强的吸附能力,可以改变晶种的表面性质,从而使分解率显著提高和增加产品粒度。酯端基的PAMAM因其具有表面活性,在提高分解率和增大粒度方面要好于胺端基的树形分子,而且在溶液中可以生成羧基阴离子,持续强化效果较好。加入PAMAM 2.5G的溶液在72小时内可比未加添加剂的分解率提高10%以上,小于5μm粒子减少60%,大于45μm增加3%以上。对PAMAM强化分解的作用机制进行了推测。


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