聚丙烯酰胺水包水乳液的制备和性能研究

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PAM水包水乳液在水中溶解性好,对无机盐不敏感、绿色、无污染,是目前PAM合成研究的热点。由于相关工艺和技术都处于保密阶段,对PAM水包水乳液的制备和性能研究在理论和应用方面具有重大的意义。本文合成了阳离子单体MBDAC,分析了合成条件对产品性能的影响,通过正交试验确定了最佳合成工艺条件;分别考察了两种不同的引发体系和两种稳定剂条件下,引发剂、单体、稳定剂、无机盐、温度等因素对PAM水包水乳液的制备及性能的影响。在(NH4)2S2O8-NaHSO3引发体系和VA-044引发体系中,各因素对PAM分子量和单体转化率的影响规律相似,但VA-044引发体系所获得的PAM的分子量更大,转化率更高,粒径分布更窄。在适当范围内w(引)降低,w(AM)、w(PVP)、w(AS)提高,有利于提高PAM的分子量,且w(引)增大有利于AM转化率的提高。但是在(NH4)2S2O8-NaHSO3引发体系中,w(AM),w(PVP)、w(AS)的适度增大和温度升高有利于提高AM转化率,而VA-044引发体系中这些因素对AM转化率影响不大。通过单因素考察,在(NH42S2O8-NaHSO3引发体系中最佳反应条件为:30℃,m(NH42S2O8): m(NaHSO3)=2:1,w(AM)、w(AS)、w(引)(相对于单体)、w(PVP)、w(EDTA-2Na)分别为12%、10 %、0.5 %、5 %、0.5 %,反应2-3小时;在VA-044引发体系中最佳反应条件为:50℃,w(AM)、w(AS)、w(引()相对于单体)、w(PVP)、w (EDTA-2Na)分别为11 %、10 %、0.5 %、3 %、0.5 %,反应1-2小时。通过考察不同因素对MBDAC制备的影响,发现温度升高、V(反应物):V(溶剂)增大和n(DMAM):n(氯化苄)降低,有利于提高产率。根据正交实验得最佳制备条件为:40℃,阻聚剂1.9wt%(以占DMAM质量百分数计),n(DMAM):n(氯化苄)=1:2.5,V(反应物):V(溶剂)=1:1.5,反应25小时。以MBDAC为原料制备稳定剂P-(MBDAC),发现分子量较小的稳定剂更有利于制备高分子量的PAM水包水乳液。最佳制备条件为:50℃,w(AM)、w(AS)、w(引)(相对于单体)、w(P-(MBDAC))、w (EDTA-2Na)分别为15%、10%、1%、0.5%、0.5%,反应5小时。相比PVP-盐水分散体系,P-(MBDAC)-盐水分散体系中制备的PAM具有更大的分子量和更高的转化率。
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