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本文采用了泡沫体系分散聚合方法在水溶液中制备了低分子量两性聚丙烯酰胺,探讨了影响产物的阳离子浓度、等电点、转化率和特性粘数等系列参数。全文分三个部分。
第一部分,研究了泡沫体系分散聚合法制备两性聚丙烯酰胺的工艺,探讨了氧化还原剂浓度及配比、单体浓度及其配比、温度、碳酸氢钠用量、泡沫稳定剂浓度等因素对产物转化率和特性粘数的影响,发现了不同的单体配比下,引发剂浓度越高,产物转化率不断增加而特性粘数逐渐减小。通过对反应条件的筛选,得到一系列泡沫体系分散聚合制备低分子量两性聚丙烯酰胺的适宜条件。如阴阳离子摩尔配比(SAA+AA):DAC为4:1~1:2,单体浓度适宜范围为50%~65%;氧化还原体系摩尔配比,NaHS03/(NH<,4>)<,2>S<,2>O<,8>为1/1~3/2;(NH<,4>)<,2>S<,2>O<,8>用量占总单体浓度的0.2%~0.65%;反应初始温度为5℃~45℃;分散剂PFl27浓度为0.2%~1.2%;碳酸氢钠用量占体系总质量的4%~8%。
第二部分,根据优选出的泡沫体系分散聚合的条件范围,制备了一系列不同阴阳离子配比的低分子量两性聚丙烯酰胺。FTIR、<'1>HNMR分析表明共聚物中含有AM、DAC和SAA链节,说明两性聚丙烯酰胺已成功制备;对产物进行阳离子度和等电点的测定,也证实了这个结果。GPC结果分析证实产物分子量低且具有较窄的分子量分布。
第三部分,研究了单体浓度、引发剂浓度、氧化剂与还原剂配比和碳酸氢钠浓度等因素对聚合体系温度和体积的影响,并探讨了聚合反应动力学的规律,进一步探讨了主要聚合条件的选择范围。引发剂浓度和单体浓度对反应进程的影响比较相似,浓度增大时,反应速度加快,体系温度达到最大所需时间缩短。碳酸氢钠用量越大,最大体积越大,温度下降速率越快。