丙烯酰胺微乳液聚合及引发剂选择的研究

摘要

聚丙烯酰胺(PAM)是一种水溶性很好的线型高分子聚合物。在石油开采、水处理、造纸业、纺织业、矿冶业、制糖业、养殖业、建筑业、医药等行业中具有广泛的应用。因其具有良好的热稳定性和优良的增稠、絮凝、沉降、增粘、净化等多项功能，人们对于它的研究非常活跃。 本文首先介绍了聚丙烯酰胺的分类、性质及应用，论述了聚丙烯酰胺的合成方法有水溶液聚合，乳液聚合，反相微乳液聚合等方法，并详细介绍了微乳液的各种理论研究，同时阐述了丙烯酰胺聚合的机理及引发剂的分类。 反相微乳液聚合物具有相对分子量高，反应体系粘度低等优点，使反相微乳液聚合法制备聚丙烯酰胺成为人们研究的热点。本研究课题采用反相微乳液聚合的方法，选用过硫酸铵一亚硫酸氢钠，偶氮二异丁腈，过硫酸铵一亚硫酸氢钠和偶氮二异丁腈复合引发剂三种引发剂，研究了在反相微乳液聚合中，不同种类的引发剂对聚丙烯酰胺相对分子质量的影响以及微乳液聚合中不同引发剂的最佳实验条件。通过正交实验设计法得出了不同引发剂条件下合成PAM的最佳反应条件。 对在最佳反应条件下合成的聚丙烯酰胺，进行了分子量、溶解性、FT--IR、SEM等测试。结果表明：在最佳条件下，以复合引发剂为引发剂制得的PAM分子量最大，达1.44×10<'7>，其溶解性能也较前两种良好。通过对比不同引发剂条件下制得的PAM的红外光谱和扫描电镜图，发现在不同的引发剂条件下，合成的PAM的组成结构及外貌概况也有所不同。

目录

文摘

英文文摘

前言

第一章文献综述

1.1聚丙烯酰胺的分类、性质及应用

1.1.1概述

1.1.2聚丙烯酰胺的分类

1.1.3聚丙烯酰胺的性质

1.1.4聚丙烯酰胺的应用

1.2丙烯酰胺聚合的方法

1.2.1固态聚合

1.2.2水溶液聚合

1.2.3 AM的悬浮聚合

1.2.4 AM的乳液聚合

1.2.5反相乳液聚合

1.2.6反相微乳液聚合

1.3微乳液概述

1.3.1微乳液的特征

1.3.2微乳液的形成条件

1.3.3微乳液的形成理论

1.3.4微乳结构的测定

第二章丙烯酰胺聚合反应机理及引发剂的选择

2.1丙烯酰胺聚合反应机理

2.1.1丙烯酰胺的聚合反应式

2.1.2自由基链式反应聚合机理

2.1.3自由基链式聚合的特性

2.2引发剂的选择概况

2.2.1氧化—还原体系

2.2.2热分解引发体系

2.2.3复合引发体系

2.2.4含功能性单体的复合引发体系

2.2.5光化学引发体系

2.2.6电离辐射引发体系

2.3本课题的提出

第三章反相微乳液法合成聚丙烯酰胺的实验

3.1实验试剂及仪器

3.1.1主要实验试剂

3.1.2主要实验仪器

3.2合成部分装置图及工艺流程图

3.2.1聚丙烯酰胺的合成装置图

3.2.2聚丙烯酰胺的工艺流程图

3.3丙烯酰胺反相微乳液合成实验部分

3.3.1微乳液的制备

3.3.2反相微乳液聚合实验

3.4聚丙烯酰胺产品物性的检测

3.4.1产率的计算

3.4.2聚合物固含量的测定

3.4.3聚合物粘均分子量的测定

3.4.4聚合物溶解速度的测定

3.4.5合成产品的红外光谱检测

3.4.6聚丙烯酰胺的扫描电子显微镜检测

3.5不同引发剂条件下的实验安排、结果与讨论

3.5.1过硫酸铵—亚硫酸氢钠体系

3.5.2偶氮二异丁腈体系

3.5.3过硫酸铵—亚硫酸氢钠和偶氮二异丁腈复合引发剂体系

3.6复合引发剂条件下影响PAM分子量的主要因素

3.6.1反应温度对PAM分子量的影响

3.6.2引发剂比值对PAM分子量的影响

3.7微乳液合成产品性能的分析

3.7.1聚丙烯酰胺的水溶性分析

3.7.2聚丙烯酰胺红外光谱分析

3.7.3聚丙烯酰胺扫描电镜分析

第四章结论与展望

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的论文