论文部分内容阅读
双水相聚合反应是将一种水溶性单体、引发剂及分散介质溶解在水中,形成均相水溶液,一定条件下进行聚合反应,由于聚合物之间的相互作用,体系发生相分离,两种聚合物分别富集于各自相中,形成互不相溶的水溶性聚合物分散液的聚合反应。它克服普通水溶液聚合高粘、搅拌和传热困难等缺陷,且聚合和使用过程中不存在有机溶剂污染,后处理简单,是制备水溶性聚合物的新方法。但将两种水溶性单体,溶解在分散介质水溶液中进行共聚合,最终形成双水相体系的研究鲜有报道。本论文以此为出发点,以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸钠(NaAA)为原料,进行双水相共聚合反应,并对该共聚合反应进行了系统研究。本论文从水溶性聚合物的疏水性差异、聚合物水溶液黏度及聚合体系稳定性角度出发,考察了不同相对分子质量聚乙二醇(PEG)对聚合物双水相乳液体系的乳液状态和稳定性的影响,最终确定 PEG20000 水溶液作为 AM-NaAA 双水相共聚合的分散介质。本论文考察了引发剂浓度、初始单体浓度、乙二胺四乙酸(EDTA)浓度、甲酸钠浓度、尿素浓度、聚合反应温度、体系 pH 值、共聚单体与分散介质摩尔配比、共聚单体摩尔配比以及乳化剂浓度等因素对聚丙烯酰胺(HPAM)特性黏数、HPAM-PEG-水乳液体系稳定性以及单体残留量的影响。最后通过正交实验,确定了该双水相共聚合反应最佳反应工艺参数,得到了聚合物双水相体系乳液的最佳 HLB 值。采用膨胀计法研究了各工艺参数对双水相共聚合反应速率的影响。得到了双水相共聚合反应速率方程以及活化能。采用阴离子度法测定共聚单体在共聚产物中的组成,并用 F-R 等三种方法推导出 NaAA 与 AM 的竞聚率。采用浊度滴定法绘制了不同 PEG 相对分子质量和不同温度下 HPAM-PEG-水体系的相图,随着 PEG 相对分子质量增加,临界分相浓度下降;随着温度升高,临界分相浓度先下降后升高。PEG 及 HPAM 富集相存在疏水性差异,因此 AM 将在两相分配,随着 HPAM 浓度升高,AM 分配系数升高;随着 PEG 浓度升高,AM 分配系数下降;平衡温度也会影响 AM 分配系数,随着温度升高,AM 分配系数升高。最后对 HPAM-PEG-水乳液体系稳定机理进行了初步探讨,促使体系稳定的因素包括:液滴内部高黏度、连续相黏度及引发剂碎片静电作用。