超高分子量聚丙烯酰胺的合成研究

本文研究了用含叔胺基单体同过硫酸钾组成的引发体系引发丙烯酰胺（AM）的聚合，得到分子量为2×107的超高分子量聚丙烯酰胺（PAM），也研究了某些杂质对AM聚合的影响．     

高性能PAM类产品的研究 Ⅰ聚合产物分子量的提高

高性能聚丙烯酰胺(PAM)类产品的制备与开发是近年来丙烯酰胺(AM)聚合领域最热门的研究课题之一,其工作多集中在如何获得高分子量聚合产品,如何使产品更加耐温、耐盐和抗剪切等方面.本专论基于理论分析和前人研究结果.分两部分介绍和探讨了实现PAM类产品高性能化的若干途径和方法:I聚合产物分子量的提高;Ⅱ耐温、耐盐、抗剪切性能的改善.本文为第一部分,着重从聚合反应规律,聚合工艺方法和聚合引发体系等方面探讨了由AM聚合反应获得高分子量PAM的合成途径及方法.     

亚铜离子在聚丙烯酰胺聚合反应中的作用及分析方法

分析了铜离子特别是亚铜离子对AM（丙烯酰胺）聚合反应的影响，同时给出了各自的测定方法。得到亚铜离子的含量虽然低，但确是影响聚合丙烯酰胺的主要因素的结论，对其进行精确测量，能有效控制AM工艺，并提高PAM的分子量。     

丙烯酰胺在聚乙二醇水溶液双水相聚合过程中的单体分配

用改进溴化法对丙烯酰胺（AM）在聚丙烯酰胺（PAM）-聚乙二醇（PEG）-H2O双水相体系中的分配进行了研究,分配系数随PEG浓度、分子量的增加而减少,随PAM浓度、分子量的增大而增大,而随温度的升高先减小后增大。并在此基础上,对AM在PEG水溶液双水相聚合过程中单体在两相的分配进行了研究,考察了PEG浓度、单体浓度、温度对聚合过程中单体分配的影响。     

工业废水中COD去除的试验研究

采用简单的离心分离进行预处理,开展了添加芬顿试剂结合磷化铝处置残渣进行COD的去除实验研究.结果表明,工业废水经离心15 min预处理后过滤,在pH为3～4,芬顿试剂(硫酸亚铁质量:双氧水质量=1:2)加入量为5％～10％,氧化时间为120 min,磷化铝处置残渣加入量为10％～15％,0.1％PAM加入1％～2％的条...     

AM／AMPS二元共聚物及其干燥研究

采用水溶液聚合方法,使用新型低温氧化还原复合引发体系,制备出相对分子质量大于1．0×10^7,溶解时间小于2h的高分子量耐温抗盐AM／AMPS二元共聚物P（AM-co-AMPS）。热重分析表明,P（AM-co-AMPS）共聚物较PAM均聚物具有更好的热稳定性。研究了胶粒后处理过程中的干燥温度、干燥时间对共聚物性能的影响,结果表明,干燥温度在70～90℃,干燥时间3h,对共聚物溶解性和分子量无明显影响。     

苯乙烯－低顺丁橡胶高温高转化率接枝共聚动力学

本文在玻璃封管中进行了高温（１１０～１７０℃）高转化率（＞８０％）苯乙烯－低顺丁橡胶接枝共聚，研究了聚合温度、引发剂浓度、转化率等因素对聚合速率、聚合物分子量及分子量分布的影响。发现在较低温度（１１０℃）下存在凝胶效应，在较高温度下则无凝胶效应；加入橡胶使苯乙烯聚合速率和分子量降低，橡胶起着缓聚和链转移作用。     

复合引发体系制备磺化聚丙烯酰胺的研究

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和丙烯酰胺（AM）为原料,采用复合引发体系和绝热聚合相结合的方法在水溶液体系中合成磺化聚丙烯酰胺（SPAM）,考察了单体质量分数、引发剂质量分数、单体配比、引发剂配比、pH值、聚合起始反应温度对聚合反应的影响。确定SPAM的最佳合成条件为：单体质量分数10％、引发剂质量分数0,15％、AMPS与AM质量比1．0：1、偶氮二异丁腈（AIBN）与氧化还原引发剂质量比4：1、pH值6、聚合起始反应温度40℃,在此条件下,制得的SPAM的分子量为6．13×10^6,其耐温抗盐性能明显优于采用单-氧化还原引发剂制备的SPAM及工业部分水解聚丙烯酰胺（分子量7×10^6）。     

调节镍系顺丁橡胶分子量的研究

研究了改变聚合工艺条件及加入分子量调节剂D、C对顺丁橡胶分子量的调节作用，结果表明：Ni-Al-B体系中改变聚合工艺条件不能大幅度调节顺丁橡胶的分子量，加入分子量调节剂D可以大幅度调节顺丁橡胶的分子量；加入分子量调节剂C可以降低顺丁橡胶的分子量。     

H_2O_2+Fe~(2+)体系引发制备聚丙烯酰胺

实验采用水溶液聚合法,利用H2O2+Fe2+氧化还原引发体系引发聚合丙烯酰胺(AM),合成了非离子型絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)。利用正交实验确定最佳工艺条件为:AM质量分数20%,引发剂与单体(AM)物质的量比为0.0001,引发体系中氧化剂与还原剂物质的量比5:1,反应时间为8h,得到相对分子质量超过6.5×106的PAM。通过改变充入氮气方法、加入引发剂方法、改变还原剂物质的量比等工艺对实验进行了初步放大,得到了相对分子质量超过7.0×106的PAM,实验结果可重现。该聚合反应为一级反应,在20℃下聚合反应速率方程为ln[M]t=-0.0307t+0.3447。     

聚丙烯酰胺/凹凸棒粘土复合吸附材料的研究

采用溶液聚合法在硅烷化凹凸棒粘土(OATP)表面接枝丙烯酰胺(AM),制备聚丙烯酰胺/凹凸棒粘土(PAM/ATP)复合吸附材料。通过考察PAM/ATP复合吸附材料对汞离子吸附性能的影响,对其制备条件进行了优化。采用热重/差示扫描量热(TG/DSC)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PAM/ATP进行了表征。结果表明,当AM质量分数(相对OATP质量,下同)为30%,聚合反应时间为6h,引发剂质量分数为3.0%,反应温度为80℃时,制备的PMA/ATP对汞离子的最大吸附容量可达到135.5mg·g-1。TG/DSC分析表明,PAM/ATP的DSC曲线在345℃出现一有机物分解吸热峰,且PAM/ATP的热失重率(18.0%)明显高于ATP(5.0%)和OATP(7.0%);FT-IR分析表明,PAM/ATP在1604cm-1(-NH2或-NH的弯曲振动)和3190cm-1(-NH2或-NH伸缩振动)及1671cm-1(-C=O伸缩振动)有新的吸收峰出现,表明PAM成功接枝于OATP表面。与ATP、OATP相比,PAM/ATP对Hg2+离子的吸附容量增大了6倍以上。     

反相微乳液聚合引发剂对聚丙烯酰胺分子质量影响的研究

分别以三种引发剂体系为引发剂,从引发机理出发,通过正交实验研究了丙烯酰胺反相微乳液聚合中引发剂种类、引发剂浓度、反应温度、单体浓度等对聚丙烯酰胺(PAM)相对分子质量的影响。结果表明,引发剂种类对水溶性PAM相对分子质量有显著的影响;过硫酸铵-亚硫酸氢钠和偶氮二异丁腈复合引发体系是合成高相对分子质量PAM的有效引发体系。该引发体系在反应温度为40℃,氧化还原引发剂与偶氮的质量比为1∶4,单体浓度为20%,引发剂浓度为0.3%,pH为9的最佳条件下合成的PAM相对分子量为1.44×107。     

Synthesis,characterization, and properties of polymeric flocculant with the function of trapping heavy metal ions

A novel crosslinked starch‐graft‐polyacrylamide‐co‐sodium xanthate (CSAX) was synthesized by grafting copolymerization reactions of crosslinked corn starch, acrylamide (AM), and sodium xanthate, using epichlorohydrin (EPI) as crosslinking reagent and ceric ammonium nitrate as initiator in aqueous solution. The effects of some factors, such as crosslinker, initiator, AM, NaOH and so forth, on the flocculation were investigated in terms of efficiency of grafting (% GE), grafting percentage (% GP), and viscosity averaged molecular weight (M) of the PAM pendant chains. The results showed that the CSAX was successfully synthesized with the different number and length of grafted PAM pendant chains and with the functions of removing both substance causing turbidity and heavy metal ions from aqueous solution. Under optimum synthesis conditions, CSAX exhibited excellent performances: the rate of turbidity removal (% T) reached 98.4% and the rate of Cu²⁺ removal (% R) reached 99.2% in water treatment, respectively. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2009     

水溶性超高分子量聚丙烯酰胺/丙烯酸的研制及竞聚

以丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)为原料,采用水溶液自由基共聚法制备超高分子量聚丙烯酰胺/丙烯酸(PAM/AA)共聚物。由正交实验研究了单体浓度、引发剂用量、助剂尿素用量、单体配比、反应温度对聚合物相对分子质量的影响。结果表明,最佳条件为:m(AM)∶m(H2O)=30%,m(AM)∶m(AA)=3,m(I)∶m(AM)=0.3%,m(尿素)∶m(AM)=0.3%,温度20℃,在此条件下,产物分子量高达5 120万,AM和AA的竞聚率为r AM=0.684、r AA=0.278,其中单体残余量由紫外分光光度法测得。     

两性型高分子絮凝脱色剂PAM/AMPS/DMDAAC的合成与表征

以非离子单体丙烯酰胺(AM)、阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,以过硫酸铵、亚硫酸钠、2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐为引发荆,合成了絮凝剂产品PAM/AMPS/DMDAAC.在单体质量分数为10%的条件下,得到了最佳的合成工艺为:m(AM):m(DMDAAC):m(AMPS)=7:2:1,反应温度为45℃,偶氮引发剂2,2'-偶氮二异丁基脒二盐酸盐用量为溶液质量分数的0.006%,过硫酸铵用量为溶液质量分数的0.004%,哑硫酸氢钠用量为溶液质量分数的0.002%;对PAM/AMPS/DMDAAC的结构进行红外光谱和透射电镜表征,表明PAM/AMPS/DMDAAC链节上含有季铵盐和磺酸盐基团,分子呈现长链结构,分子链刚性好,交联现象少.     

高单体浓度下超低相对分子质量PAM的水溶液聚合

为合成高浓度水溶性胶黏剂,在高单体浓度下(40%),以过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂,采用水溶液聚合法合成了超低相对分子质量聚丙烯酰胺。探讨了反应温度、链转移剂、引发剂等因素对聚合物相对分子质量的影响。EDTA能消除微量金属离子对相对分子质量波动的影响。在反应温度为80~90℃,引发剂浓度2~15×10-3mol/L,链转移剂浓度1~2.5mol/L时,所合成的聚丙烯酰胺相对分子质量为1.8~4.3×104。     

Nanocomposite carbon dots/PAM fluorescent hydrogels and their mechanical properties

In this work, the bio-friendly fluorescence carbon dots (CDs) which being fabricated by using α-D-lactose as carbon sources were successfully entrapped into the polyacrylamide (PAM) networks by atom transfer radical polymerization (ATRP) method at 50°C, which indicated a simple and versatile approach for a novel CDs/PAM composite hydrogel with both excellent mechanical and fluorescence properties. The HRSEM images exhibited that the CDs/PAM hydrogels have intensive microporous structure and uniformly distributed pores. The tensile and compressive mechanical properties of the CDs/PAM hydrogels with different weight ratios of AM/water (25%~50%)、MBA/AM (0.036%~0.18%) and CDs/water (0.0%~2.0%) were investigated, respectively. The results showed that when the weight ratios of AM/water at 47.6%, MBA/AM at 0.072% and CDs/water at 0.67wt%, the hydrogels exhibited optimized fracture strength at 161.4kPa and fracture stretch at 842.1%. In addition, with increasing weight ratios of the CDs/water from 0.0% to 2.0%, the CDs/PAM composite hydrogels exhibited higher fluorescence intensities and brighter blue fluorescent emission under the UV light excitation (300 nm). The excellent mechanical and fluorescence properties mean that they could be used as potentially optical visualization cartilage replacement materials in biomedical engineering fields.     

阳离子型聚丙烯酰胺的絮凝性能研究

以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,采用光引发聚合技术合成了阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM),对CPAM的絮凝性能进行了研究。结果表明,CPAM的最佳药剂用量为2~4 g/m3,当阳离子度CD值为5%时,CPAM的絮凝效果最好;用PAM、PHP、CPAM处理望峰岗选煤厂的煤泥水,处理效果依次为CPAM>PHP>PAM。     

正交实验优化PAM水凝胶聚合工艺

以丙烯酰胺(AM)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,N-N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,去离子水为溶剂,采用水溶液聚合法制备了聚丙烯酰胺水凝胶,以转化率和饱和溶胀率为指标,用正交实验的方法确定最佳制备条件为:单体AM质量浓度为10%;MBA为单体的0.75%;APS为单体的1.25%;聚合温度(T):55℃。     

高固含量聚丙烯酰胺反相微乳胶的制备

依据绘制的Span 80/Tween 80-煤油-水(丙烯酰胺水溶液)拟三元相图,选择高单体质量分数〔如w(丙烯酰胺)=39.2%〕微乳液体系,在反应温度为40℃,引发剂用量为单体质量0.2%的条件下,通过反相微乳液聚合反应,制得了w(聚丙烯酰胺)=39.0%,相对分子质量为5.8×106(引发剂为过硫酸铵)和7.6×106(引发剂为偶氮二异丁腈)的透明、稳定的聚丙烯酰胺微乳胶。考察了相关因素对丙烯酰胺微乳液聚合反应的影响。发现所得聚丙烯酰胺的相对分子质量随着单体、乳化剂质量分数的增加而增大;随反应温度的升高而减小,随引发剂质量分数和反应时间的增加呈现先增大后减小的变化趋势。