蒙脱土改性高分子量聚丙烯酸钠的制备及溶液性能研究

摘要

本文采用水溶液聚合室温引发、保温熟化的合成路线制备了高分子量聚丙烯酸钠；并以自制插层蒙脱土，通过原位聚合方法改性得到蒙脱土改性高分子量聚丙烯酸钠。同时研究了聚合反应的宏观动力学及其影响因素，并进而对改性产物进行了较为全面的性能研究。 第一部分采用水溶液聚合法，使用过硫酸铵/甲醛次硫酸氢钠/偶氮二异丁基脒盐酸盐(APS/SFS/AIBA)复合引发体系，进行自由基聚合制备得到特性粘数高，溶解时间短的高分子量聚丙烯酸钠，并对该聚合反应进行宏观动力学研究。首先探讨了单体浓度、中和度、氧化还原引发剂用量、AIBA用量、温度、通N<,2>时间、熟化操作等对聚合反应过程及聚合产物性能的影响，进而筛选出较优化的制备聚丙烯酸钠条件。并以此为基础，通过在聚合体系中添加EDTA、链转移剂、抗交联剂、尿素等助剂，考察了各种添加剂对聚合产物性能的影响。 第二部分研究了改性聚丙烯酸钠的制备及其性能。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAC)为改性剂，改性蒙脱土，获得层间距为3.8nm的插层土。然后通过水溶液原位插层聚合法，制备出了特性粘数可提高21.5％的蒙脱土改性聚丙烯酸钠复合材料(相对于未改性聚丙烯酸钠)。分别对未改性产物、原土改性产物、插层土改性产物进行了FTIR、TG、DSC、XRD等表征测试，结果表明：丙烯酸钠单体可插层进入改性蒙脱土片层中，使蒙脱土崩塌，以纳米数量级的层片分散于聚合物基体中。同时单体也能够插层进入原土中，使层间距增大，但不能使其片层剥离。对改性产物溶液性能的研究发现，其溶液在抗盐性、抗降解性、抗剪切性等方面都可得到较大的提高，从而拓宽了高分子量聚丙烯酸钠的应用范围。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2高性能聚丙烯酸钠的研究发展现状

1.2.1聚丙烯酸钠的特性

1.2.2高性能聚丙烯酸钠的应用现状

1.2.3聚丙烯酸钠的聚合原理及其聚合方法

1.3聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的发展状况

1.3.1改性蒙脱土的制备

1.3.2聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备

1.3.3聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的应用

1.3.4聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的结构表征

1.4本课题的目的、意义及主要内容

1.4.1高分子量聚丙烯酸钠的需求

1.4.2高分子量聚丙烯酸钠的发展情况

1.4.3本论文的主要研究内容

1.5本论文的创新点

第二章高分子量聚丙烯酸钠的合成研究

2.1实验部分

2.1.1实验原料与试剂

2.1.2聚丙烯酸钠的合成

2.1.3表征及测定

2.2结果与讨论

2.2.1丙烯酸钠及其聚合物制备方法的选择

2.2.2聚丙烯酸钠的制备

2.3小结

第三章蒙脱土改性聚丙烯酸钠的制备与表征

3.1实验部分

3.1.1实验原料与试剂

3.1.2蒙脱土改性聚丙烯酸钠的制备

3.1.3表征及性能测定

3.2结果与讨论

3.2.1有机插层土的制备

3.2.2改性聚丙烯酸钠的制备

3.3小结

第四章蒙脱土改性聚丙烯酸钠的溶液性能研究

4.1实验部分

4.1.1实验原料与试剂

4.1.2测试方法

4.2结果与讨论

4.2.1 pH值对粘度的影响

4.2.2浓度对粘度的影响

4.2.3小分子盐对粘度的影响

4.2.4存放时间对产物粘度的影响

4.2.5剪切对粘度的影响

4.3小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见