部分水解聚丙烯酰胺-Cr(Ⅲ)凝膠的交聯(lián)機(jī)理及交聯(lián)動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、浙江大學(xué)博士學(xué)位論文部分水解聚丙烯酰胺Cr（Ⅲ）凝膠的交聯(lián)機(jī)理及交聯(lián)動(dòng)力學(xué)研究姓名：段洪東申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：李伯耿侯萬(wàn)國(guó)2002.3.1II摘要聯(lián)反應(yīng)程度，粘度法可檢測(cè)交聯(lián)過(guò)程中宏觀洼質(zhì)(粘度)的變化，并結(jié)合粒度分布法對(duì)交聯(lián)機(jī)理進(jìn)行了探討，推測(cè)交聯(lián)過(guò)程的機(jī)理；餌PAM與交聯(lián)劑c川I)混合后，先發(fā)生分子內(nèi)交聯(lián)，分子形態(tài)收縮形成密實(shí)線團(tuán)，可稱為單分子球，這個(gè)過(guò)程對(duì)透光率有影響，而對(duì)體系的粘度影響不大，是誘導(dǎo)期。隨后發(fā)

2、生單分子球間的交聯(lián)，即分子間交聯(lián)，這個(gè)期間交聯(lián)反應(yīng)很弱，或單位時(shí)間內(nèi)增加的交聯(lián)點(diǎn)數(shù)不多，因而透光率的變化不大，但這種少量分子間交聯(lián)點(diǎn)的產(chǎn)生對(duì)體系粘度的影響很大，因而出現(xiàn)加速期。分子間交聯(lián)結(jié)束后粘度不再變化，即為穩(wěn)定期。所以誘導(dǎo)期主要是發(fā)生分子內(nèi)交聯(lián)形成單分子球，加速期主要是發(fā)生分子間交聯(lián)逐漸形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，1其中有少量的單分子球簇卉，研究了復(fù)合有機(jī)酸交聯(lián)劑和復(fù)合金屬離子交聯(lián)劑的制備方法，考察了還原劑、有機(jī)酸種類和用量、金屬離子摩爾比等

3、的影響，探討了復(fù)合交聯(lián)劑與部分水解聚丙烯酰胺的成膠性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乳酸鉻比丙酸鉻具有更好的延遲交聯(lián)效果；在復(fù)合三元酸時(shí)加入少量的乙二醇，所制備的交聯(lián)劑具有較好的延遲作用；復(fù)合金屬離子交聯(lián)劑制備容易，與聚合物交聯(lián)形成的凝膠外觀均勻透明，使交聯(lián)劑可使用的pH范圍大大拓寬。交聯(lián)聚合物凝膠的屈服應(yīng)力能夠反映凝膠強(qiáng)度的大小。結(jié)果表明，l重【定交聯(lián)劑濃度，凝膠體系的屈服值隨聚合物濃度的增加而增大；固定聚合物濃度，凝膠體系的屈服值隨交聯(lián)劑濃度的增加而

4、減小，這是由于過(guò)度交聯(lián)所致：體系pH值低時(shí)，形成的凝膠較弱，表現(xiàn)出牛頓流體的性質(zhì)，適宜pH值有利于形成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高的凝膠。有機(jī)鉻交聯(lián)劑形成的凝膠的耐溫性優(yōu)于無(wú)機(jī)交聯(lián)劑形成的凝膠。建立了新的測(cè)試裝置，測(cè)定凝膠的保水性和阻水性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)凝膠的保水性和阻水性與凝膠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度密切相關(guān)，形成的凝膠的強(qiáng)度高，凝膠的保水性和阻水性較好冉首次采用控制應(yīng)力流變儀研究表面活性劑與聚合物的相互作用。(結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CTAB與HPAM之間存在強(qiáng)烈的相互作用，低CT

5、AB濃度時(shí)，復(fù)合體系的G7稍有增加，高CTAB濃度時(shí)體系的儲(chǔ)能模量急劇下降。SDS對(duì)Ⅱ!AM的流變性質(zhì)有很大的影響，低SDS濃度下，復(fù)合體系的G7升高，高SDS濃度時(shí)體系G7下降，推測(cè)這是SDS具有電解質(zhì)性質(zhì)所致。非離子表面活性劑和兩性表面活性劑與HPAM相互作用時(shí)，隨表面活性劑濃度的增加，。復(fù)合體系的G7增加，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)高濃度情況下G7下降的現(xiàn)象，證實(shí)了以上推論未首次采用動(dòng)態(tài)震蕩實(shí)驗(yàn)方法研究四種表面活性劑對(duì)HPAM／Cr(m)凝膠的形成