硫酸銨-陽離子型聚丙烯酰胺-水相行為及在雙水相聚合過程穩(wěn)定性中的應(yīng)用.pdf

1、聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚物與共聚物的統(tǒng)稱，是一種線型水溶性高分子，廣泛應(yīng)用于水處理、造紙、石油等工業(yè)部門。雙水相聚合(aqueous two-phase polymerization)是一種新型的聚合體系，是將水溶性單體溶解在另一種水溶性物質(zhì)的水溶液中，形成均相的混合物體系，再在一定條件下聚合，形成互不相溶的水溶性聚合物分散液的聚合反應(yīng)。反應(yīng)體系黏度相對較低，并且在聚合過程中不存在有機(jī)溶劑污染等問題，具有廣

2、闊的應(yīng)用前景和環(huán)保價值。丙烯酰胺的雙水相聚合從本質(zhì)上說是為了解決丙烯酰胺水溶液聚合遇到的體系黏度大、散熱困難、產(chǎn)物難溶甚至不溶等問題。
　　 丙烯酰胺的雙水相聚合實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)單體用量達(dá)到較高水平后，聚合過程會出現(xiàn)體系黏度大幅升高的現(xiàn)象，輕則體系中出現(xiàn)大量結(jié)塊，重則體系整體凍結(jié)，聚合穩(wěn)定性較差。為了解決這一問題，本文從雙水相相分離入手，用發(fā)生相分離所需的加鹽量表征各種因素對相分離的影響，以尋找能有效改善分相狀況、實(shí)現(xiàn)聚合過程穩(wěn)定的

3、方法。相分離實(shí)驗考察了添加物、單體、溫度、攪拌、保護(hù)劑、聚合物對相分離的影響，實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，聚合過程中大量存在的單體是阻礙相分離的最重要的因素。
　　 用加鹽的方式進(jìn)行相分離實(shí)驗只能得到體系發(fā)生相分離的條件，要知道相分離過程連續(xù)相聚合物的變化就需要對體系黏度進(jìn)行測量。實(shí)驗發(fā)現(xiàn)不論是改變鹽濃度還是改變單體濃度，體系黏度的變化都是階躍的。體系從不分相到分相，黏度大幅下降，分相后的體系黏度總是很低，小于5mPa·s。聚合過程中常常遇到的體

4、系分相后黏度依然急劇上升的現(xiàn)象并不是因為分相后陽離子型聚丙烯酰胺(CPAM)在兩相間存在分配平衡，連續(xù)相中的聚合物隨轉(zhuǎn)化率升高而增加，而是源于分相速率的限制和不能被鹽析的物質(zhì)產(chǎn)生。
　　 本文還考察了硫酸銨(AS)-CAPM-H2O體系和PEG-CPAM-H2O體系的相分離動力學(xué)。AS-CPAM-H2O體系的相分離速率主要受鹽溶液與聚合物溶液間的極性差異影響，并且極性差異對相分離熱力學(xué)和動力學(xué)的影響一致。在鹽濃度較低或體系中有大