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本研究采用O/W型乳液聚合、沉淀聚合,反乳液聚合及反悬浮聚合(ISP)合成丙烯酸(AA)系增稠剂,系统地探讨了各方法中影响聚合稳定性、聚合动力学、反应机制及产品性能等的因素及一些悬而未决的问题。 实验发现ISP受扩散因素的影响较小,增稠效果最好,可以达到105mPa.s(0.5%自来水溶液)的高效率。 用过硫酸铵引发AA类单体、SPAN系列乳化剂及煤油体系的ISP时,对AA体系Rp∝[M]1.1[I]0.8[E]Y,聚合总活化能为78.8KJ/mol;对丙烯酸铵体系,Rp∝[M]1.4[I]0.6[E]Y,聚合总活化能为57.6~83.7 kJ/mol,两体系中的γ值在乳化剂浓度[E]较小时为负值,增加到一定程度时为正值。单体、乳化剂中的微量还原物质与引发剂形成氧化还原引发体系是导致以往及我们的研究中Rp与[M]、[I]及[E]间反应级数出现很大差别、总活化能变化的主要原因。ISP的稳定性随单体的水溶性及聚合加水量的增加而增加。 本研究还系统地探讨了增稠剂的增稠机制及影响其抗渗化、抗电解质能力及流变性的各种因素。发现在组成一定的前提下,产物的交联度越低,其抗电解质能力及抗渗化性能越好,在低增稠粘度区间的增稠效果越高,但流变指数越低。用于印染增稠剂时,聚合物微粒所具有的离子基团的离子强度及最大吸水倍率Qm越大,其抗电解质及抗渗化能力就越大,AA聚合物的抗渗化及抗电解质能力高于聚丙烯酰胺或其共聚物。2000年上海大学博士学位论文 凝胶模型的模量测试证明,在用增稠剂增稠的常用的粘度区间,被增稠体系属于多面体凝胶微粒的紧密堆砌或球形微粒的浓悬浮体系。微粒间的表面粘性、Qm及相同吸水倍率时的模量G越大,体系的粘度即产物的增稠效果就越高。G对微粒紧密堆砌体系流变性的影响主要是通过微粒受剪切时产生的较小形变的不同所产生的。