超临界CO_2中疏水改性聚丙烯酰胺及复合材料的合成研究

【摘要】： 本文以超临界CO_2与丙酮的混合体系作为反应介质,进行了疏水改性丙烯酰胺的合成。成功地得到了多种疏水改性聚丙烯酰胺产品。研究工作为此类化合物在超临界CO_2中的聚合提供了一种新的思路和方法,对扩展聚丙烯酰胺的品种,进而扩大应用范围作出新的尝试。 详细探讨了以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)在超临界CO_2与丙酮共溶剂体系中的二元共聚合反应。通过单因素实验和正交实验研究了反应规律和最优化工艺条件,并针对产物的水溶性,增粘性,抗盐性等进行了相关应用实验,检验了共聚产物的疏水改性效果。利用红外光谱(IR),质谱,核磁共振(~1H-NMR)对共聚产物的结构进行表征,利用热重分析仪(TG)分析了产物的热稳定性。 通过动力学分析,提出了AM与GO4在超临界CO_2中的自由基共聚合反应机理,求取了共聚合反应过程中两种单体的竟聚率,并考察了温度、压力,助溶剂等因素对丙烯酰胺竟聚率的影响,通过计算得出了共聚物组成与转化率的关系图。 完成了AM、G04与甲基丙烯酸甲酯(MMA),AM、G04与顺酐在超临界CO_2+丙酮体系中的三元共聚合反应。并对聚合产物进行了分析和表征,应用试验表明共聚产物具有优良的吸水性、阻垢性能等。 合成了顺酐与聚乙二醇(PEG400)的单酯化缩聚产物,顺酐与牛磺酸缩聚产物,并进行了AM、G04与顺酐—PEG400缩聚物,AM、G04与顺酐-牛磺酸缩聚物在超临界CO_2+丙酮体系中的三元共聚合反应,并对聚合物产物进行了分析和表征,并做了部分应用试验。 完成了超临界CO_2+丙酮体系中的AM、G04、MMA与顺酐-PEG400缩聚物四元共聚合反应,AM、G04、丙烯睛与顺酐-PEG400缩聚物的四元共聚合反应;AM、G04、丙烯酸与聚合好的顺酐-PEG400缩聚物的四元共聚合反应,合成了一系列具有特殊性能的新型聚合物材料。并对共聚产物进行了分析和表征,对聚合产物进行了初步应用研究。