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树枝状大分子的合成及其对模拟含油污水破乳性能的研究

高志贤  
【摘要】: 树枝状大分子是一类新型合成高分子,具有三维、高度有序、单分散性好等特点,可以从分子水平上控制、设计分子的大小、形状、结构和功能基团。基于这些独特的结构特点,关于树枝状分子功能和用途的开发已成为当前的一个研究热点。 本论文合成了0.5~3.0代聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状大分子,并对整代产品进行端基改性得到改性的PAMAM阳离子树状分子(M-PAMAM),对各系列产品进行结构表征,测定了各系列产品的表面活性,并考察了整代PAMAM及其改性产品对O/W型模拟含油污水的破乳除油性能。具体研究内容和结果如下: 1.采用发散合成法以乙二胺为引发核,交替与丙烯酸甲酯和乙二胺进行Mickeal加成和酰胺化缩合反应,合成了0.5~3.0代聚酰胺-胺树枝状大分子,通过红外光谱、核磁共振谱和端基滴定等手段对所得产品的结构进行了表征,结果表明得到的产品的结构与理论产物分子结构相符。并从反应温度、投料比、反应时间等方面对合成条件进行了优化,找到了比较合适的反应条件。 2.对端基为氨基的整代PAMAM进行了端基改性。整代PAMAM与环氧氯丙烷、三乙胺反应得到改性的PAMAM阳离子树状分子。并从反应温度、投料比、反应时间等方面探讨了反应的最佳合成工艺条件,并采用红外光谱、核磁共振对产品进行了结构表征,结果表明所得产品与预期产物结构一致。 3.运用最大气泡法测定了各系列产品水溶液的表面活性。结果表明,半代PAMAM具有一定的表面活性,但其降低水的表面张力能力比传统的表面活性剂要弱。整代产品基本上没有表面活性。改性的PAMAM-阳离子树枝状则具有较高的表面活性。 4.本文着重研究了整代PAMAM及其改性产品M-PAMAM对O/W型模拟含油污水的破乳除油性能。并分别考察了产品的支化代数、浓度、破乳温度和破乳时间对破乳率的影响。结果表明,整代PAMAM树枝状大分子对模拟含油污水均具有破乳性能,且随着PAMAM支化代数、浓度、破乳温度和破乳时间的增加,破乳剂的破乳性能有所提高。在40℃、90min、添加量为120mg/L时,3.0代PAMAM破乳除油率接近90%。改性产品对模拟含油污水也具有较高的破乳除油性能,且随着支代化、破乳时间的增加破乳剂的破乳除油性能随之提高,在40℃、90min、添加量为120mg/L时,3.0代M-PAMAM的破乳除油率超过90%,表明破乳性能高于改性前的PAMAM。


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