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国内目前使用的合成增稠剂,主要以阴离子聚丙烯酸盐为主。其耐电解质能力较低。在借鉴文献中前人经验的基础上,探讨了聚丙烯酰胺增稠剂的合成方法,自行设计、合成了两性聚丙烯酰胺增稠剂,并对增稠剂的性能进行评价,对影响增稠的各因素进行了分析与讨论。
两性聚丙烯酰胺(AmPAM)是一类具有特殊结构的水溶性高分子,与阳离子或阴离子聚丙烯酰胺相比,由于其同时具有正电荷与负电荷,具有明显的“反聚电解质效应”,pH值使用范围也非常广泛。两性聚丙烯酰胺在涂料用增稠剂、油田开采、污水处理、造纸助剂等方面具有非常广泛的应用前景。因此开发研究两性聚丙烯酰胺对我国经济的良性发展具有非常重要的意义。
疏水缔合聚丙烯酰胺是疏水缔合水溶性聚合物中研究最多的一种,由于疏水基团在水溶液中的憎水作用,疏水缔合类聚丙烯酰胺溶液产生了分子内缔合和分子间缔合,从而使疏水缔合类聚丙烯酰胺溶液具有独特的流变性能。这些特性使其在石油开采、污水污泥处理、涂料工业、工程材料以及药物控制释放方面展现出良好的应用前景。
以AM、DMC、AA为原料制备疏水缔合型两性聚丙烯酰胺增稠剂乳液,对影响反应的各因素进行了比较深入分析的基础上,得出了精确的实验数据。实验结果表明:单体用量为30%,疏水单体用量为0.2%,交联剂用量为0.8%,油水质量比为1.2∶1,单体摩尔比n(AM):n(DMC):n(AA)为1:0.6:0.3,引发剂用量为0.8%,乳化剂用量为10%,聚合温度为40℃时,得到的产品综合性能最佳,相对分子质量达528万,阳离子度可达30.6%,阴离子度可达21.5%。
本文对产品进行了红外光谱表征,分析结果表明:本文所合成的两性聚丙烯酰胺聚合物增稠剂中含有羧基、季铵基和酰胺基团以及长碳链等特征官能团,表征结果符合疏水缔合型两性聚丙烯酰胺的特征基团,说明本实验成功合成了两性聚丙烯酰胺增稠剂。通过抗盐实验与抗剪切试验证明,本文所合成的疏水缔合型两性聚丙烯酰胺增稠剂具有优良的抗盐性能及抗剪切性能,应用范围更加广泛。