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聚丙烯酰胺(PAAm)被广泛地应用于水处理、造纸、石油、煤炭、矿业、地质和建筑行业,是最重要的水溶性聚合物之一。聚合物双水相体系概念在上世纪50年代被提出后,已被广泛应用于生物蛋白质和细胞分离领域,技术已相当成熟。但是将水溶性聚合物的制备与双水相体系两者结合的研究还鲜有报道。本论文以此为出发点,提出利用双水相聚合反应制备水溶性聚合物的新方法。双水相聚合反应是将一种水溶性单体、引发剂及分散介质(另一种水溶性聚合物)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在各自相中,形成互不相容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。本论文首先从水溶性聚合物的疏水性差异、聚合物水溶液粘度及聚合体系稳定性角度出发选择聚乙二醇(PEG)水溶液作为丙烯酰胺(AAm)双水相聚合的分散介质。运用红外光谱及DSC研究了PAAm和PEG之间的相互作用。分别用GPC及浊度滴定法绘制了PAAm-PEG-水双水相体系的相图,考察了PEG分子量及平衡温度对相图的影响。结合溴化滴定法测定了AAm在两相中的分配系数,考察了PAAm和PEG20000浓度及平衡温度对AAm分配系数的影响。双水相聚合体系中PEG水溶液为连续相,PAAm水溶液为分散相,通过对液滴形态及滴径分布的研究,提出液滴形成及稳定机理。认为有以下三方面原因促使液滴能稳定地分散在连续相中:液滴内部的高粘度、连续相的粘度及引发剂碎片的静电作用。通过测定聚合过程中单体在两相中的分配系数,认为双水相聚合为一个在两相中同时聚合的反应。本文分别研究了单一引发体系:过硫酸铵(APS);复合引发体系:APS/三乙醇胺(TEA)和APS/四甲基乙二胺(TMEDA)的聚合动力学。单一引发体系中,考察了聚合温度、APS浓度、单体浓度、PEG浓度、分散介质种类及乳化剂种类对聚合速率及转化率的影响,同时研究了聚合温度、单体和PEG浓度对分子量的影响:研究APS/TEA复合引发体系时,考察了聚合温度、APS及TEA浓度对聚合速率和分子量的影响。双水相聚合过程中,体系能始终保持相对的低粘度。粘度也是本反应体系稳定性及摘要 !优越性最为直观的体现,在论文的最后一章研究了聚合过程中粘度变化及分散介质、单体、引发剂和乳化剂浓度、聚合温度及外界温度对聚合最终产品粘度的影响。关键词:双水相聚合,丙烯酞胺,聚乙二醇,相图,动力学,分子量,稳定性,粘度厂入