低分子量聚丙烯酸钠合成研究及其应用

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1、分类号：UDC：密级：学校代号：学号：广东工业大学硕士学位论文(工程硕士专业学位)118452111106075低分子量聚丙烯酸钠合成研究及其应用丁建果指导教师姓名、职称：金挞塾援麦盗基塾拯级直至学科(专业)或领域名称：丝堂王猩学生所属学院：经至丝王堂院论文答辩日期：至Q!垒生三旦2Z旦ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScience(MasterofEngineering)S

2、tudyonsynthesismethodoflowmolecularweightsodiumpolyacrylateandapplicationCandidate：JianGuoDingSupervisor：Prof．YuLinMay2014FacultyofChemicalTechnologyandLightIndustryGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，PR．China，510006摘要低分子量聚丙烯酸钠是一种水溶性聚电解质，在诸多领域中得到

3、广泛的应用。分子量在500"---5000范围内的聚丙烯酸钠具有良好的分散阻垢性能，在水处理中常用作阻垢缓蚀剂。因此，加强对低分子量聚丙烯酸钠合成方法及其应用的研究具有十分重要的意义。本研究以过硫酸铵为引发剂、正十二硫醇和异丙醇为链转移剂，在水溶液中通过控制引发剂和丙烯酸的滴加速率，合成出了分子量在2000"---3000之间低分子量聚丙烯酸钠。同时探讨了过硫酸铵用量、链转移剂用量、聚合温度、丙烯酸浓度、丙烯酸滴加速率、过硫酸铵滴加速率等因素对聚合物分子量的影响。结果表明，当过硫酸铵用量为单体的4％，丙烯酸浓度35％

4、，采用复配的链转移剂：正十二硫醇用量为单体的4％，异丙醇为单体的2倍，在温度85。C下反应3h后，能合成出分子量在2000"--'3000，分散系数(PDI)小于1．3的聚丙烯酸钠。本论文还探索了一种新的合成研究方法：可逆加成一断裂链转移自由基聚合(RAFT)。研究中，首先合成出了十二烷基三硫代二甲基丙酸的RAFT链转移试剂(CTA)；再以偶氮二异丁氰(AIBN)为引发剂，在温度80。C下溶解于叔丁醇中进行丙烯酸溶液聚合，得到分子量在1000'---"1400，分散系数1．1左右的聚合产物。同时考察了AIBN浓度、C

5、TA浓度等对聚丙烯酸分子量及其分布的影响。研究结果表明，在CTA存在下，聚合物分子量随转化率的提高而线性增长；随着CTA的浓度增大，聚合物分子量不断变小，分子量分布越变越窄；CTA浓度越大，聚合反应速率越小，聚合物分子量越小：当AIBN与CTA浓度同时增大时，其对聚合反应速率起到相反的作用：增大AIBN浓度，反应速率理论上是加快的；而增大CTA浓度则刚刚相反。哪个因素起到主导作用，聚合反应速率就受其影响更多，也就偏向于其产生的结果。本文也进行了聚丙烯酸钠对硫酸钙的阻垢性能研究。研究结果表明，分子量在1500"--'2

6、400之间时，聚丙烯酸钠对硫酸钙的阻垢性能最佳。聚丙烯酸对硫酸钙的阻垢能力随着聚丙烯酸钠溶液的用量增加而变强；当钙离子浓度和硫酸根离子浓度的增加时，阻垢率下降明显，阻垢性能降落；随着温度上升，阻垢性能降低；关键词：低分子量聚丙烯酸钠；RAFT；分子量分布；CTA；阻垢性能广东工业大学硕士学位论文ABSTRACTLowmolecularweightsodiumpolyacrylateisakindofwater-solublepolyelectrolyte，whichhasbeenwidelyusedinmanyfie

7、lds．Thesodiumpolyacrylatewithmolecularweightbetween500and5000，hasagoodscaleinhibitingeffectandcorrosioninhibition．Itcommonlyusedasinhibitorsandcorrosioninhibitorinthetreatmentprocessforindustrialwaterrecycling．Therefore，itisofgreatsignificancetostudythesyntheti

8、cmethodoflowmolecularweightsodiumpolyacrylateanditsapplication．Inthispaper,thelowmolecularweightsodiumpolyacrylate，whosemolecularweightisbetween2000to3000，wassynthesisedinaq