论文部分内容阅读
以丙烯酰胺(AM)为主单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为疏水单体,在聚乙二醇(PEG)水溶液中采用双水相聚合方法合成了疏水改性阳离子聚丙烯酰胺。首先研究了DMC/MMA摩尔比例、单体总浓度、温度、引发剂浓度和PEG浓度对共聚产物性能的影响,制备出了流动性好、稳定性强的AM-DMC-MMA共聚物水分散液。然后分析了MMA对双水相聚合过程的反应速率、相分离过程、分子量及分布、黏度和液滴尺寸及微观形态的影响,发现MMA在双水相聚合过程中会产生一系列的作用。最后考察了剪切速率、聚合物浓度、共聚物组成、温度和盐浓度对疏水改性阳离子聚丙烯酰胺水溶液流变性能的影响。用改进溴化法测定了单体转化率,用旋转流变仪测定了聚合产物的表观黏度,用凝胶渗透色谱测定了共聚物分子量。随着DMC/MMA摩尔比例减小,共聚物分子量增大,表观黏度减小;随着引发剂浓度增大,共聚物分子量和表观黏度都先减小后增大;增大单体浓度或PEG浓度,均会增大共聚物分子量和表观黏度;升高温度,会减小共聚物分子量和表观黏度。通过对比研究AM/DMC/MMA和AM/DMC双水相聚合反应过程,发现MMA不仅能加速聚合反应速率,增加反应过程中的表观黏度;而且还会导致反应过程中生成更多短链结构的聚合物分子。运用紫外分光光度计对AM/DMC/MMA双水相聚合过程的透光率进行在线检测,发现MMA的增加,临界转化率和临界分子量都减小,从而证明了MMA具有促进相分离的功能。通过激光粒度仪检测液滴尺寸及分布,并用透射电镜观察液滴的微观形态,说明MMA既能促进成熟液滴的形成,又能加速液滴的成长。对共聚物水溶液进行流变测试,发现对于MMA含量相同的共聚物,随着聚合物水溶液浓度增加,其表观黏度与稠度系数增大,流动指数减小;而在同一聚合物浓度下,随着共聚物组成中MMA含量增加,其表观黏度与稠度系数减小,流动指数增大。共聚物组成中MMA含量增大,水溶液的黏流活化能减小,说明表观黏度对温度变化的敏感性减弱。盐的加入导致聚合物溶液的表观黏度先急剧下降,然后趋于恒定;而且由于盐的加入导致聚合物分子链紧缩,所以表观黏度受剪切作用的影响十分微弱。