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。     

改性聚酰胺-胺阳离子树状聚合物的制备、表征及其絮凝脱水性能的研究

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(PAMAM0.5~4.0)树状聚合物。通过M ichael加成反应,用甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)对4.0代聚酰胺-胺(PAMAM4.0G)树状聚合物分子外围末端基进行修饰改性,制备了一种PAMAM4.0G-DMC新型阳离子树状聚合物。并用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)方法对其结构进行表征。FTIR和NMR表征结果显示,合成的产物为改性的阳离子树状聚合物。絮凝脱水性能实验结果表明,改性后的阳离子树状聚合物具有良好的絮凝脱水性能。     

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。     

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。     

AA/HPA/AMPS钠盐共聚物的制备及其分散性能

以过硫酸铵(APS)为引发剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体,通过水溶液自由基聚合制备了AA/HPA/AMPS钠盐三元共聚物,用FTIR、1H NMR和静态激光光散射对共聚物的结构及其相对分子质量进行了表征。正交实验结果表明,在n(AA)∶n(HPA)∶n(AMPS)=3∶1∶1.6、w(APS)=15%、w(异丙醇)=15%、80℃下合成的聚合物(PAPA-10)对TiO2的分散效果较好。同时考察了悬浮液pH和聚合物剂量对分散TiO2的影响,实验结果表明,PAPA-10具有较好的抗酸碱能力,在pH=4¹3时TiO2悬浮率均在90%左右;PAPA-10剂量为0.010 g时TiO2悬浮率为92.8%。聚合物间的静电斥力及空间位阻作用使TiO2颗粒间的团聚现象减弱,TiO2颗粒的粒径减小,悬浮率提高。     

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。     

新型钻井液降滤失剂的合成与性能评价

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和烯丙基醚类亲水单体(APO)为原料,经水溶液聚合法合成了新型钻井液降滤失剂ZJ,并对其结构进行了表征。正交试验确定了合成降滤失剂ZJ的最佳条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(AA)∶n(APO)=2.0∶4.0∶1.3∶0.02,单体用量为15%,引发剂用量1.0%,p H为7,于70℃反应5 h。室内评价结果表明,合成的降滤失剂作用效果较好,且具有良好的抗温、抗盐性能。     

紫外光固化法制备2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸/丙烯酰胺/顺丁烯二酸酐三元共聚高吸水性树脂

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酰胺(AM)、顺丁烯二酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,采用紫外光固化法,在不加引发剂和无任何气氛保护下合成了AMPS/AM/MA高吸水性树脂。利用FTIR和SEM方法研究了AMPS/AM/MA高吸水性树脂的分子结构和树脂吸水后的表面形态。考察了反应条件对AMPS/AM/MA高吸水性树脂吸水倍率的影响。实验结果表明,合成高吸水性树脂的优化条件为:n(AMPS)∶n(AM)∶n(MA)=2.0∶1.5∶0.3,w(NMBA)=0.06%(基于单体的总质量),pH=3.4,紫外光固化时间5.5 min。在优化条件下合成的AMPS/AM/MA高吸水性树脂的吸水倍率为1 627 g/g,且吸水速率较快,保水性能良好。     

MA/AMPS/APEG防垢剂的合成以及性能评价

为解决油田采出水管道系统结垢问题,通过对防垢剂作用机理和分子结构的设计与分析,以马来酸酐(MA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)、烯丙基聚乙二醇1000(APEG-1000)合成聚合物MA/AMPS/APEG-1000防垢剂。根据油田用防垢剂评价标准,测定单因素合成防垢剂的防垢率,以此确定合成最佳条件:反应单体配比n(MA)∶n(AMPS)∶n(APEG-1000)=2∶1∶0.002,引发剂浓度3.5%,反应时间6h,反应温度85℃,单体总质量分数20%。由红外光谱(FTIR)分子结构表征结果表明,合成的样品与预期结构一致;凝胶色谱(GPC)相对分子质量测定MA/AMPS/APEG-1000的M_w=3145,为低相对分子质量聚合物;防垢性能实验结果表明,当钙离子浓度较高时,碳酸钙微晶会包裹聚合物分子,弱化防垢性能,当钙离子浓度合适时,MA/AMPS/APEG-1000防垢剂对碳酸钙有良好的防垢效果。     

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。     

树枝状大分子聚酰胺-胺的合成

以乙二胺（EDA）和丙烯酸甲酯（MA）为原料,采用分步法合成了聚酰胺-胺（PAMAM）树枝状大分子。考察了单体配比、反应温度、反应时间和搅拌速度对半代PAMAM的合成工艺影响。实验结果表明,在n（EDA）∶n（MA）=1∶6时,于25℃下快速搅拌30 h,所得半代PAMAM产率可达92%。     

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。     

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。