改性聚酰胺-胺阴离子树状聚合物的合成与表征

在甲醇为溶剂、投料比n(第四代聚酰胺-胺(PAMAM G4.0))∶n(丙烯酸钠(SAA)或2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS))=1∶192、反应温度50℃、反应时间96h的优化合成条件下,以PAMAM G4.0树状聚合物为骨架,分别用阴离子试剂SAA和AMPS为端基改性剂进行Michael加成反应,对PAMAM树状聚合物分子末端基进行修饰改性;并用FTIR,NMR,GPC等方法对产物结构进行表征。表征结果显示,合成的产物为改性PAMAM阴离子树状聚合物,阴离子化程度达到90%以上,且具有较好的单分散性。     

新型聚酰胺-胺树状聚合物的表征

采用发散法合成了以乙二胺为核心的0.5~4.0代聚酰胺-胺(PAMAM)树状聚合物,用傅里叶变换红外光谱和核磁共振(1H NMR和13C NMR)法对单体和0.5~4.0代PAMAM树状聚合物进行了对比性系统表征,证实了半代和整代PAMAM树状聚合物的结构和特征官能团的区别;用凝胶渗透色谱法对比表征了3.5代和4.0代PAMAM树状聚合物,测得其相对分子质量和多分散系数,表明了分支缺陷及氢键的存在造成了分散系数偏差。特性黏数与代数的关系图表明了整代和半代PAMAM树状聚合物端基的区别、低代和高代的结构差异、缺陷和氢键的存在等对黏度的影响。     

改性聚酰胺-胺阴离子树状聚合物的性能研究

研究了改性聚酰胺-胺(PAMAM)阴离子树状聚合物的特性黏数([η])、热稳定性和絮凝性能。实验结果表明,该类树状聚合物的[η]随代数的增加先增大后减小,出现一个极大值。PAMAM/丙烯酸钠(SAA)、含聚氧乙烯(PEO)链端的PAMAM/SAA(PAMAM/SAA/PEO)阴离子树状聚合物的[η]极大值分别出现在第4.0代附近、第5.0~6.0代附近;随PEO相对分子质量的增加,PAMAM/SAA/PEO阴离子树状聚合物的[η]减小。热分析结果表明,改性PAMAM阴离子树状聚合物具有逐层热分解行为,热稳定性与分子外围端基有关,PAMAM/SAA/PEO阴离子树状聚合物具有更好的热稳定性,最大热失重速率对应的温度可达388℃。改性PAMAM阴离子树状聚合物具有一定的絮凝性能,絮凝性能随代数、PEO链长的增加而增强;改性PAMAM阴离子树状聚合物的最佳浓度为30m g/L(不是所有的改性PAMAM阴离子树状聚合物的最佳浓度都是30m g/L),上层清液的透光率达85%以上。     

聚氧化乙烯改性聚酰胺-胺树状聚合物的合成与表征

以1.0～5.0代聚酰胺-胺(PAMAM 1.0G～5.0G)树状聚合物及聚氧化乙烯-丙烯酰氯大单体(PEO-A)、聚氧化乙烯单甲醚-丙烯酰氯大单体(MPEO-A)为原料,通过双键和伯胺端基的 Michael 加成反应,对聚酰胺-胺(PAMAM)树状聚合物的伯胺端基进行改性,制备了一系列改性 PAMAM 树状聚合物。傅里叶变换红外光谱和核磁共振表征结果显示,改性后的产物中出现了多醚和酯基等特征官能团,证明成功地合成出改性 PAMAM 树状聚合物。热重分析结果显示,由 MPEO-A 改性的2.0代PAMAM 树状聚合物的最高失重温度为400.0℃,高于改性前的2.0代 PAMAM 树状聚合物的最高失重温度(261.2℃),表明改件后 PAMAM 树状聚合物的热稳定性明显提高。     

改性聚酰胺-胺树状聚合物絮凝与助留机理分析

概述了絮凝与助留体系中的微粒间的相互作用能,介绍了造纸浆料中各组分的絮凝过程及改性聚酰胺-胺(PAMAM)树状聚合物用作造纸絮凝助留剂的优点。探讨了PAMAM树状聚合物的结构与絮凝作用的关系。分析了PAMAM树状聚合物在造纸中的絮凝助留机理,包括氢键缔合作用、憎水化作用、电荷中和作用、阳离子补丁效应和架桥絮凝作用。以含聚氧乙烯链的PAMAM树状聚合物为造纸助留剂建立了絮凝模型,并阐述了不同用量的助留剂对其絮凝作用的影响。     

含聚氧乙烯链端的阴离子型改性聚酰胺-胺树状聚合物的合成及表征

以采用发散法在优化合成条件(n(乙二胺):n(丙烯酸甲酯)=1:4、n(丙烯酸甲酯):n(树状聚合物中间体)=24:1、反应温度25℃、反应时间24 h)下合成的第四代聚酰胺-胺(G4.0 PAMAM)树状聚合物为骨架,以阴离子试剂丙烯酸钠和不同相对分子质量的聚氧乙烯大单体为端基改性剂,在以甲醇为溶剂、反应温度50℃、反应时间96 h的条件下进行三元Michael共加成反应,对G4.0 PAMAM树状聚合物分子末端基进行修饰改性;并用傅里叶变换红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱和透射电子显微镜等方法对合成产物的结构进行表征。表征结果显示,合成的产物为含聚氧乙烯链端的阴离子型改性G4.0 PAMAM树状聚合物,其分子结构形态以球状为主,粒径范围10～120 nm,通常以集聚态存在。     

聚酰胺-胺树状大分子的合成及其除油性能研究

以乙二胺(EDA)和丙烯酸甲酯(MA)为原料,采用发散法合成了各代聚酰胺-胺(PAMAM)树状大分子,红外光谱分析结果证明合成产物具有目标分子结构。正交实验结果表明,整代PAMAM树状大分子最适宜合成条件为:反应时间24 h,反应温度25℃,n(0.5 G)/n(EDA)1∶8,溶剂甲醇用量20%。采用2.0,3.0代PAMAM树状大分子对工业含油污水进行除油实验,结果表明,3.0代PAMAM的除油效果最佳,优于装置在用进口药剂罗曼哈斯,且在其加剂量为70 mg/L时,除油率达到85.1%,悬浮物质量浓度从138 mg/L降至73 mg/L。     

星型高效复合主抗氧剂的合成与抗氧化性能

 以β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氯(简称3,5-丙酰氯, 3,5-Propionyl chloride)和星型聚合物1.0代聚酰胺-胺(1.0G PAMAM)为原料,通过酰胺化缩合反应合成了结构新颖的星型高效复合主抗氧剂,并通过优化实验确定了该抗氧剂的最佳合成条件。采用元素分析、FT-IR、¹H NMR 和¹³C NMR 对星型高效复合主抗氧剂进行表征,并考察了该抗氧剂在聚烯烃树脂中的抗氧化性能。结果表明,当n(3,5-Propionyl chloride)/n(1.0G PAMAM)=5、 三氯甲烷为溶剂、 反应时间12 h、 滴加1.0G PAMAM的温度为15℃、反应温度为45℃时,星型高效复合主抗氧剂收率在65%以上,熔程为204.5~206.5℃。星型高效复合主抗氧剂在聚烯烃树脂中具有很好的抗氧化作用,在聚丙烯树脂(PP)中的抗氧化性能与市售抗氧剂1010和3114相近,在聚乙烯树脂(LLDPE)中的抗氧化性能优于抗氧剂1010和3114。     

两性型树枝状破乳剂的合成与破乳性能

以乙二胺和丙烯酸甲酯为原料,合成0.5～3.0代(G)聚酰胺-胺树枝状大分子中间体,并用氯乙磺酸钠对3.0G产物端基进行磺化改性制得两性型破乳剂。考察不同条件下改性聚酰胺-胺破乳剂对W/O型模拟乳状液的破乳性能。结果表明:在反应温度为70℃、反应配比为2.5∶1、反应时间为11h条件下产物脱水率最佳,并且经磺化改性后的破乳剂的脱水率略有提高,最高达到10%左右,脱水速率明显加快。     

改性树状大分子W-PAMAM的合成及破乳性能研究

在适宜的工艺条件下合成了支化代为0.5~2.0G的聚酰胺-胺型树枝状系列高分子（PAMAM）,并将2.0G PAMAM与环氧丙烷及环氧乙烷进行烷氧基化反应,制备了具有多分支结构的聚醚类破乳剂W-PAMAM。考察了整代PAMAM破乳剂和改性W-PAMAM破乳剂对水包油（O/W）型模拟原油乳液的破乳性能。实验结果表明,整代PAMAM破乳剂和改性W-PAMAM破乳剂均对O/W型模拟原油乳液有破乳作用,在温度为60℃、破乳时间为120 min、加量为100mg/L时,W-PAMAM对含油5%的O/W型模拟原油乳液的破乳除油率大于90%。     

疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其对含油废水的除油效果

采用水溶液自由基胶束聚合法,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,合成了疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺(P(AM-DMDAAC-BA))絮凝剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)对P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂的结构进行了表征,考察了P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂中阳离子单体(DMDAAC)含量和疏水单体(BA)含量、特性黏数、投加量对含油废水除油效果的影响,并与其他有机絮凝剂的除油效果进行了比较。FTIR和1HNMR表征结果显示,AM,DMDAAC,BA3种单体已参与聚合;在x(DMDAAC)=20.0%～50.0%、x(BA)为2.0%左右、特性黏数为500～700mL/g时,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂对含油废水具有较好的除油效果;当x(DMDAAC)=24.3%、x(BA)=2.0%、特性黏数为636mL/g、投加量为50mg/L时,除油率可达93.4%;与其他有机高分子絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂具有优异的除油效果。     

氟碳改性疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的特性黏数及絮凝作用

采用氧化-还原引发体系,以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为疏水聚合单体,在过硫酸钾(KPS)-亚硫酸氢钠(SBS)体系和乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下,通过自由基胶束共聚法制得氟碳改性的疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺(FCPAM)絮凝剂。研究了单体含量、引发剂(KPS+SBS)含量对FCPAM絮凝剂特性黏数的影响,并对比了FCPAM絮凝剂和其他絮凝剂在模拟污水中的絮凝性能。FCPAM絮凝剂较佳的聚合条件为:聚合温度45℃、反应时间12.0h、x(DFMA)=0.3%、x(CTAB)=1.5%、x(DMC)=10.0%、x(KPS+SBS)=0.03%(n(SBS)∶n(KPS)=1∶2),在此条件下制得的FCPAM絮凝剂的特性黏数为550mL/g左右;在模拟污水中,当FCPAM絮凝剂的添加量为20m g/L、体系pH=6时,回用水透光率高达99%。实验结果表明,FCPAM絮凝剂具有优异的絮凝效果。     

氯端基聚硅氧烷偶联剂的合成及其在增强硅橡胶中的应用

以八甲基环四硅氧烷和SiCl_4为原料,通过阳离子开环聚合合成了端基为氯的α-氯-ω-三氯线型聚硅氧烷(PTCSO)偶联剂,采用傅里叶变换红外光谱、硅核磁共振、端基滴定法对其结构进行了表征。用质量分数6%(相对于气相白炭黑的质量)的PTCSO偶联剂改性气相白炭黑,并填充到硅橡胶中,考察了增强硅橡胶的力学性能。实验结果表明,在硅橡胶中填充40份(质量份数,基于100份的硅橡胶)改性气相白炭黑的增强硅橡胶的拉伸强度为9.9 MPa,较填充40份未改性气相白炭黑的硅橡胶的拉伸强度(7.2 MPa)提高了37.5%;当改性气相白炭黑用量增至60份时,增强硅橡胶的拉伸强度达到最大值(11.2 MPa),改性气相白炭黑的增强作用明显。透射电子显微镜表征结果显示,当改性气相白炭黑的用量为60份时,改性气相白炭黑仍能均匀分散在硅橡胶中,且颗粒团聚倾向小。     

新型阳离子型絮凝剂聚(N，N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵/丙烯酰胺)的合成

以乙醚为溶剂,丙烯酸二甲氨基乙酯与氯化苄进行季铵化反应,合成了新型季铵盐阳离子单体N,N-二甲基-N-苄基-N-内烯酰胺基氯化铵(DBAAC);再以DBAAC和丙烯酰胺(AM)为单体在水相中进行共聚制备了阳离子型絮凝剂DBAAC/AM共聚物(P(DBAAC/AM));用P(DBAAC/AM)处理高岭土模拟废水,采用正交实验,研究了n(DBAAC):n(AM)、聚合时间、聚合温度、引发剂K_2S_2O_8用量对P(DBAAC/AM)絮凝性能的影响;并以P(DBAAC/AM)为絮凝剂对污泥进行脱水处理。实验结果表明,合成P(DBAAC/AM)的最佳条件为:n(DBAAC):n(AM)=1:6,聚合温度60℃,K_2S_2O_8质量分数0.8%,聚合时间3h;用P(DBAAC/AM)对污泥进行脱水处理时,絮凝效果较好,所形成的絮体颗粒粒径大、沉降速率快;絮凝剂P(DBAAC/AM)的适宜加入量为6.0 mg/L。     

单分散阳离子聚苯乙烯微球的制备及表征

通过分散聚合制备了单分散性好的阳离子聚苯乙烯(PS)微球,考察了聚合过程中苯乙烯(St)、引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)、分散剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、共聚单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的含量及反应介质的组成等因素对微球的粒径及其分散系数的影响;采用FTIR、NMR、FESEM、Zeta电位及激光粒度分布仪等分析手段对微球的结构、粒径分布及表位电位等进行了表征。实验结果表明,当反应体系中St质量分数为10%、AIBN质量分数为0.2%、PVP质量分数为1.5%、DMC质量分数为0.3%时,在聚合温度为70℃、乙醇与水的体积比为9∶1条件下,制备出了平均粒径为1.38μm、分散系数为0.005、Zeta电位约为+40 mV的阳离子PS微球。