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丙烯酰胺类单体的可控自由基聚合研究

刘鹏程  
【摘要】:合成的水溶性聚合物以其高效性、品种多样性,质优价廉等优异性能而迅速发展,在人们的日常生活中占有越来越高的地位。其中聚丙烯酰胺类聚合物发展尤为迅速,广泛应用在污水处理、造纸、石油开采、矿冶等领域。丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)的均聚物以及与丙烯酰胺的共聚物P(AM-co-DAC)以其良好的柔韧性、絮凝性,在众多领域得到了很好的应用。制备高阳离子度,高分子量,好的溶解性聚合物将拥有更广阔的应用前景。本文通过沉淀聚合制备了水溶性大分子引发剂,并利用活性自由基聚合的可逆断裂耦合机理,制备高分子量,高阳离子度的水溶性聚合物。主要工作如下: 1.首先利用氧杂蒽酮(XAN)为原料制备了9,9’-双氧杂蒽9,9’二醇(BIXAN)小分子引发剂,然后通过沉淀聚合制备了大分子引发剂(PAM-XAN),并通过红外、紫外、核磁等表征了它的结构。并通过溶剂、反应温度、反应时间、引发剂比例等条件优化得到了最佳的聚合条件:乙醇为聚合溶剂,聚合前液氮冷冻抽排除去溶氧,在75℃下反应10小时。所得到的水溶性大分子引发剂分子量在1-2万之间。 2.利用大分子引发剂在水溶液中引发丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的均聚物,以及它与丙烯酰胺的共聚物。通过在不同的聚合温度、单体浓度、引发剂浓度、单体配比等条件下考察了聚合物的分子量和单体转化率随聚合时间的变化。结果表明聚合过程具有一定的活性特征,并且获得了高分子聚合物,用红外和示差扫描量热仪等表征了聚合物的结构。 3.利用实验室合成的另一种大分子引发剂,制备了丙烯酰胺类单体的支化聚合物,并考察了不同聚合温度,单体和引发剂浓度下制备的聚合物的分子量,并用红外和核磁表征了其结构,并对它的抗温,抗盐、抗剪切能力等稳定性能进行了初步探索。


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