AM/SMA/SSS疏水缔合聚合物的合成及性能研究

来源 :成都理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:liu_kai5189
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本文采用微乳液聚合的方法,以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸十八酯(SMA)、苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,合成了一种新型的疏水缔合聚合物,系统研究了AM含量、SMA含量、SSS的含量、SDS含量、引发剂用量、聚合反应温度、聚合反应时间、搅拌速度以及疏水缔合聚合物浓度对聚合物溶液表观粘度的影响,测试了疏水缔合聚合物的抗温、抗盐、抗剪切性能和动态粘弹行为,采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1HNMR)对疏水缔合聚合物的结构进行了表征,采用原子力显微镜(AFM)对疏水缔合聚合物的形貌进行了表征。主要研究结果如下:1、丙烯酰胺含量高于或者低于12%,疏水缔合聚合物水溶液的表观粘度均有所降低。甲基丙烯酸十八酯含量低于或高于12%,疏水缔合聚合物水溶液的表观粘度均有所降低,苯乙烯磺酸钠的浓度为15%时,疏水缔合聚合物水溶液的表观粘度达到最大值。2、SDS的浓度对聚合物表观粘度的影响呈先增加后下降的变化趋势。SDS的最佳用量为10%。3、引发剂用量越大,反应速率越快,转化率升高,疏水缔合聚合物水溶液表观粘度减小,但是当引发剂加量低于0.6%,疏水缔合聚合物表观粘度反而随着引发剂用量的增加而增大。4、随着聚合反应温度的升高,反应的平衡转化率不断增加,但增幅不大,疏水缔合聚合物表观粘度则呈现单调下降的趋势。5、红外光谱图和核磁共振氢谱分别出现丙烯酰胺单元、甲基丙烯酸十八酯和苯乙烯磺酸钠单元的特征吸收峰和特征化学位移值,初步表明所合成的聚合物为目标产物。AFM表明疏水缔合聚合物溶液疏水单元聚集在一起,形成了疏水缔合的网络结构。6、HPAP疏水缔合聚合物水溶液出现两次临界缔合浓度,第一临界缔合浓度为0.5wt%,第二临界缔合浓度为1wt%。当聚合物浓度仅为0.8%时HPAP聚合物水溶液的表观粘度高达1071mPa.s。7、疏水缔合聚合物表观粘度都随温度的增加而减小,当温度超过50℃,疏水缔合聚合物的表观粘度随温度升高而降低的程度趋缓,疏水单体含量为12%时的疏水缔合聚合物表观粘度在80℃时仍然高达600mPa.s。8、随着剪切速率的增加,疏水缔合聚合物HPAP水溶液表观粘度先增加后降低,出现剪切增稠现象。当剪切速率为138.4s-1时,HPAP水溶液表观粘度仍然高达500mPa.s。9、疏水缔合聚合物盐溶液表现出较强的盐增稠效应。相比未改性的PAM与AM-SMA疏水缔合聚合物,HPAP疏水缔合聚合物表现出更好的耐盐性。10、疏水缔合聚合物溶液在低频区以粘性为主, G′和G″符合Mexwell方程,在高频区以弹性为主,G′和G″偏离Mexwell方程,表现出明显的粘弹性。
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