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本文合成了两种带有可离子化基团的疏水单体,采用水溶液自由基聚合方法制备离子型疏水缔合共聚物,研究了共聚物的合成工艺、产物结构与性质、粘度影响因素、粘弹性等。两类单体分别为10-丙烯酰氧基癸酸(ADA)和丙烯酰胺基十一烷基酸(C11AM),分别合成PAM-ADA.系列共聚物和PAM-C11AM系列共聚物。
PAM-ADA系列共聚物:以丙烯酰氯和10-羟基癸酸为原料合成ADA,以丙烯酰胺和10-丙烯酰氧基癸酸钠为反应单体,过硫酸铵为引发剂,在水溶液中实现共聚反应,合成一系列共聚物PAM-ADA。元素分析法测定了共聚物的组分,核磁共振和红外光谱确认了共聚物的结构,GPC测定共聚物的分子量和分子量分布。所有的聚合物在一定条件下都具有较好的水溶性,聚合物的分子量在0.5×106g/mol到1.5×106g/mol之间。我们研究了在不同共聚物组分、聚合物水溶液浓度、pH值和盐条件下对共聚物水溶液性能的影响。应用电势滴定、粘度测定和荧光光谱等手段研究共聚物在水溶液中的缔合行为。在一系列AM和NaAD共聚物中,共聚物NaAD30增粘效果最好,NaAD含量最高的共聚物NaAD70粘度最小。
PAM-C11AM系列共聚物:以十一烯酸和丙烯腈反应,生成C11AM,采用水溶液聚合,制备了离子型疏水缔合共聚物,利用红外、核磁、元素分析、DSC等手段对聚合物进行了表征。在剪切作用下,PAM-NaC11AM系列共聚物水溶液表现出剪切稀释性质,随共聚物浓度增加,溶液的剪切稀释性变化程度明显。共聚物水溶液的G和G",均随频率增加而增加,在一定频率之后表现为以弹性行为主的流体:具体粘弹性与共聚物的结构和水溶液浓度有关,且共聚物浓度越高,NaC11AM含量越高,弹性特征越明显。荧光光谱研究证实了共聚物在水溶液中的疏水缔合行为。