四元共聚水凝胶的合成、表征及吸水性研究

以水为分散介质,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(NaAA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)为共聚单体,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为交联单体,通过自由基聚合制得新型水凝胶。考察了各单体用量对水凝胶吸水性能的影响,发现AM∶NaAA∶HPA摩尔比为0.5∶2∶1,GMA用量为1 wt%,水凝胶吸水倍率达到410 g/g。用红外光谱对水凝胶的结构进行了表征。     

双亲性氯化聚乙烯接枝共聚物的吸水膨胀性能

采用反相悬浮法制备了颗粒状接枝共聚物———氯化聚乙烯接枝丙烯酸(CPE-g-AA)、氯化聚乙烯接枝丙烯酰胺(CPE-g-AM)和氯化聚乙烯接枝混合单体丙烯酸、丙烯酰胺[CPE-g-(AA-AM)],并通过热压法制得接枝共聚物片材。考察了颗粒状接枝共聚物和接枝共聚物片材的吸水膨胀性能。结果表明,接枝共聚物的吸水性能与接枝单体的种类及其接枝率有关,相同接枝率的CPE-g-AA的吸水量比CPE-g-AM的大。当混和单体丙烯酸/丙烯酰胺的质量比为2/2时,所得接枝共聚物的抗盐性能最好。接枝共聚物片材可反复吸水膨胀,接枝率为62%的CPE-g-AA片材的二次吸水达到平衡时的吸水率和膨胀率分别为120%和41%。通过测定接枝共聚物的接触角表明,CPE-g-AA对水的润湿作用比CPE-g-AM明显。     

微波辐射下壳聚糖-丙烯酰胺接枝物的合成及其絮凝性能研究

以硝酸铈铵作为引发剂、丙烯酰胺为单体,用微波辐射法合成了壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物。通过正交试验考察反应条件对接枝率和接枝效率的影响,得出最佳工艺条件为:反应时间12 min,引发剂浓度5 mmol/L,丙烯酰胺和壳聚糖质量比5:1,反应温度40℃。最佳条件下接枝率和接枝效率分别达到148.6%和44.0%。壳聚糖接枝物与聚丙烯酰胺(PAM)对高岭土悬浮液的絮凝对比试验表明:在酸性条件下接枝物与PAM的絮凝效果相近;在中性和碱性条件下接枝物的絮凝性能优于PAM。     

响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能

以羧甲基壳聚糖(CMCTS)为主链模板、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,通过紫外光引发聚合法制备新型阳离子絮凝剂CMCTS-g-CPAM。采用响应曲面法(RSM)得到CMCTS-g-CPAM的最佳制备条件:光照时间为2h、光引发剂质量分数为0.04%、pH值为8。接枝共聚物CMCTS-g-CPAM的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(~1H-NMR)表征表明AM、DMC和CMCTS已成功聚合。污泥脱水实验验证其具有良好的污泥脱水性能:在絮凝剂投加量和pH值分别为30mg/L和10时,污泥比阻(SRF)由9.10×10~(13) m/kg降至1.96×10~(13) m/kg,滤饼含水率(FCMC)从90.15%降至79.28%,其污泥脱水效果和经济效益均优于市售CPAM。同时,此研究在污泥脱水中的应用为污泥脱水领域的絮凝处理和改性壳聚糖提供了一定参考。     

Effect of maleic acid content on the thermal stability, swelling behaviour and network structure of gelatin-based hydrogels prepared by gamma irradiation

The highly swelling Poly (acrylamide/maleic acid/gelatin) P(AAm/MA/G) hydrogels were prepared by gamma-irradiation at low dose rate (0.94 kGy/h) and moderate dose rate (3.84 kGy/h). The hydrogels were confirmed by FTIR. The effect of copolymer composition, dose and dose rate on the swelling behaviour was discussed. Increasing of MA content and G in the initial mixture leads to an increase in the amount of MA and G in the gel system and decrease in the gelation %. The swelling behaviours of the hydrogel prepared at moderate dose rate increased with increasing MA mole content in the gel system but, there is no systematic dependence of swelling on MA content was observed for the hydrogels obtained at low dose rate. Pore structure of the hydrogels was monitored by using scanning electron microscopy. Thermogravimetric analysis (TGA) and the rate of the thermal decomposition of P(AAm/MA/G) hydrogels has been evaluated to give a better understanding of the thermal stability of polymers, The X-ray data of P(AAm/MA/G) hydrogels was discussed to investigate some features namely the degree of ordering and crystallite size.     

PAM/SiO2磺甲基化改性及吸附重金属离子研究

以正硅酸乙酯为前驱体,采用原位溶胶-凝胶方法,合成聚丙烯酰胺/二氧化硅(PAM/SiO2)复合树脂;以甲醛和亚硫酸氢钠为磺甲基化试剂对PAM/SiO2进行磺甲基化改性,制得改性PAM/SiO2复合吸附树脂(SPAM)。考察正硅酸乙酯用量、离子浓度、树脂用量、吸附时间等因素对SPAM吸附重金属性能的影响,通过红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征SPAM的结构。结果表明,SPAM对铅离子的吸附容量为2.5mmol/g,吸附率为96.3%,对铜离子的吸附容量1.5mmol/g,吸附率为68.3%。     

后交联型聚丙烯酸/丙烯酰胺高吸水性树脂的研究

水溶液聚合法合成直链聚AA/AM,再分别混合3种后交联剂:丙三醇二缩水甘油醚(GDE)、聚乙二醇二缩水甘油醚(PGDE)、三聚氰胺甲醛树脂(MF),通过后交联反应制备出高吸水性树脂。结果表明:当丙烯酸中和度为65%,单体浓度为20%,丙烯酰胺用量和引发剂用量占单体质量的40%和0.4%,3种后交联剂用量依次占初始线性聚合物质量的0.03%、0.07%、0.5%,后交联温度为60℃、80℃、60℃时,高吸水性树脂吸去离子水倍率达到2089g/g、2824g/g、1455g/g。     

S-DMDAAC-AM强阳离子型天然高分子絮凝剂的合成

用淀粉为基材 ,石蜡油为油相 ,MT-1 (无机铵类化合物 )尿素混合物为引发剂合成了淀粉二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)丙烯酰胺 (AM)接枝共聚物。考察了共聚条件对产物的接枝率、接枝效率和阳离子化度的影响 ,合成最佳条件为 :[MT 1 ]=0 .2 60 mmol/ L,[NH2 CONH2 ]=2 .0 0 mmol/ L,w (总单体 ) =40 % ,m (淀粉 ) =6.0 2 g,DMDAAC/ AM(质量比 ) =3∶ 7,w (Span 2 0 ) =8% ,V (石蜡油 ) =5 5 m L,油 /水(体积比 ) =1 .2∶ 1 ,反应温度 45℃ ,反应时间 4h。接枝率 1 2 6.67% ,接枝效率 94.5 2 % ,固含量 3 7.5 6%     

一种新型酸液胶凝剂的合成与性能评价

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC和丙烯酰胺AM为原料，合成了新型酸液胶凝剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（PDMC）和聚丙烯酰胺一甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵P（DMC-AM）。讨论了单体浓度、单体配比、引发剂用量、温度、pH值等反应条件对均聚物特性黏数的影响。采用红外光谱对本条件下合成的共聚物P（DMC-AM）结构进行了表征。用行业标准对产品进行了评价。结果表明，2种胶凝剂均具有良好的热稳定性和剪切稳定性，缓速性能好，具有较好的开发前景。     

无固相钻井液用增黏剂的合成

以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,采用氧化还原引发剂水溶液聚合法合成了钻井液用增黏降滤失剂。通过单因素和正交实验确定了合成最优条件,并对产品的耐盐、耐温和降滤失性能进行评价。实验结果表明:在单体质量分数为37.5%、n(SSS)∶n(AMPS)∶n(AM)∶n(DMC)=1.5∶4.5∶9∶1、反应温度为45℃、引发剂用量为0.75%和pH=9条件下合成的聚合物具有较好的增黏、耐盐、耐温和降滤失性以及与其他钻井液添加剂有较好的配伍性。