基于二烯丙基二甲基氯化铵的聚合物合成与其应用-研究

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1、中文摘要二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)属于烯丙基类季铵盐，是一种典型性的阳离子单体。以DMDAAC为原料制备的均聚物和共聚物，具备水溶性好、相对分子质量易于控制、高效无毒、价格低廉等优点，在水处理、医药、皮革、化妆品等的制备领域有很广泛的应用。本论文主要研究含DMDAAC聚合物的制备，并探索其产物在不同领域的应用。在作为絮凝剂使用时，丙烯酰胺(AM)和DMDAAC的共聚物存在分子量低、阳离子度不高等缺点。本论文采用反相乳液聚合，制备含DMDAAC结构单元的高相对分子质量的共聚物，通过聚合工艺的进一步优化，在提高产物相对分子质量的同时，增加其中阳离子单元的含量，并对

2、产物中正电荷的分布密度进行了优化，提高其作为絮凝剂使用的效1果。采用傅里叶红外光谱（FT-IR）、核磁共振氢谱（HNMR）和紫外可见分光光度计等对所得高分子絮凝剂进行了结构表征。红外光谱、核磁共振氢谱和黏度测试结果表明AM和DMDAAC进行了共聚合反应并得到了高分子产物，且产物中阳离子单元的含量远高于相应条件下水溶液聚合产物。当[DMDAAC]/[AM]=1:4，引发剂浓度为30mmol/L，乳化5剂含量为18%时，产物粘均分子量可达2.2×10，阳离子单元含量高达17%。采用层层自组装技术，使聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDMDAAC）和丙烯酸-丙烯酸钠共聚物P（AA-c

3、o-AANa）在聚丙烯（PP）隔膜表面进行自组装，从而制备多层复合膜。考察聚合物配比、自组装层数、温度等对隔膜表面结构和性能的影响。采用全反射傅立叶红外光谱(FTIR)和原子力显微镜(AFM)分别表征膜表面组成和形貌。比较PP隔膜和复合隔膜各项测试结果发现，经自组装后，隔膜的表面水接触角可从90.6°降低至30.5°，130℃下热收缩率由12%下降至9.4%，复合膜具备良好的亲水性和耐热稳定性。纳米二氧化硅(SiO2)作为亲水性好、热稳定性极佳的无机粒子，可以引入到聚烯烃微孔膜的表面，提高微孔膜的耐热性能。本论文使用与薄膜亲和性较好的DMDAAC对SiO2进行改性，使无

4、机粒子能均匀分布在薄膜表面及孔内部。实验发现，经改性SiO2浸涂改性后，微孔膜的I接触角明显降低，浸涂60min的产物效果最佳。此外，该表面涂层在水中浸泡24h后仍能稳定存在，产品有望工业化。制备高相对分子质量的PDMDAAC，并将其置于异丙基丙烯酰胺的聚合反应体系中，形成具有半互穿网络结构的水凝胶。结果表明，该半互穿网络水凝胶具有对温度和pH值双重敏感的特性，其低临界溶解温度(LCST)为33℃，并表现出快的去溶胀速率和优异的可逆刺激响应行为，在生物医药方面有较高的研究价值。关键词：二烯丙基二甲基氯化铵；絮凝剂；层层自组装；纳米二氧化硅；半互穿网络水凝胶IIABSTR

5、ACTDiallyldimethylammoniumchloride(DMDAAC)isakindofallylquaternaryammoniumsalt,andisalsoatypicalcationicmonomer.ThecharacteristicsofhomopolymersandcopolymerspreparedbyDMDAACareexcellent,justaswater-soluble,easytocontrolthemolecularweight,efficient,non-toxic,lowpricesandsoon.Thus,thepolym

6、erswerewidelyusedinwatertreatmentfield,pharmaceutical,leather,cosmetics,etc.ThispaperwasinvestigatedthepreparationofpolymerswithDMDAACandexploredtheapplicationsindifferentfields.Asaflocculant,thecopolymersofacrylamide(AM)andDMDAACpresencedlowmolecularweightandcationicdegree.Inthispaperin

7、verseemulsionwasusedtoprepareahighmolecularweightpolymerwithDMDAACstructuralunits.Andthroughfurtheroptimizationofthepolymerizationprocesstoimproveproductrelativemolecularmass,whileincreasingthecontentofcationunitandoptimizationdensitytoimprovethepropertiesoftheflocculant.