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论文以β-二酮为配位剂配位体系中的多价金属离子,并以此为助引发剂协同过硫酸钾和AIBA组成复合体系,低温下引发丙烯酰胺的水溶液聚合,开展了高粘速溶聚丙烯酰胺的合成研究。
本文的主要结论如下:
(1)采用前加碱共水解法制备了速溶型高分子量HPAM,确定了适宜的合成工艺条件,即当单体质量分数为25%,引发剂质量分数为0.05‰,配位剂质量分数为0.05%,pH为10.5,引发温度为15℃,水解温度90℃,水解时间4 h,得到的HPAM水解度为25%左右,分子量为1900x104以上,溶解时间<30min.。
(2)以AA和AM为单体,采用共聚法制备了溶解性良好的超高分子量HPAM,确定了适宜的工艺条件,即当单体浓度为25%,体系pH值为9.5,引发剂浓度为50ppm,助引发剂浓度为0.05%,甲酸钠浓度为0.08%,熟化时间为4h左右,AA浓度为20%,在引发剂温度5℃下反应,所得产品相对分子质量超过2700万,溶解时间<1h,溶解性好。
(3)分别采用溶液聚合法与胶束自由基聚合法制备了P(AM-co-AMPS)、P(AM-co-St)二元共聚物和P(AM/AMPS/St)三元共聚物。在AM-AMPS二元体系中,AMPS的用量达到4%时,P(AM-co-AMPS)在30g/L矿化度下的表观粘度为17.9 mPa·s,其抗盐性较好;在AM-St二元体系中,St的用量为0.4%时,P(AM-co-St)在30g/L矿化度下的表观粘度为17.3mPa·s,溶解时间7min,60℃下的相对粘度可达1.291,其抗温抗盐的综合性能较好;P(AM/AMPS/St)三元共聚物兼具P(AM-co-AMPS)和P(AM-co-St)的优点,当三元体系中AMPS的用量为2%,St的用量为0.4%时,P(AM/AMPS/St)在30g/L矿化度下的表观粘度为18.3mPa·s,溶解时间仅7min,其60℃下的相对粘度能达到1.295,表现出了良好的抗温抗盐和速溶性能。