超临界co,2中疏水改性聚丙烯酰胺及复合材料的合成研究

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1、西北大学博士学位论文超临界CO<,2>中疏水改性聚丙烯酰胺及复合材料的合成研究姓名：郑岚申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：陈开勋20090601摘要本文以超临界C02与丙酮的混合体系作为反应介质，进行了疏水改性丙烯酰胺的合成。成功地得到了多种疏水改性聚丙烯酰胺产品。研究工作为此类化合物在超临界C02中的聚合提供了一种新的思路和方法，对扩展聚丙烯酰胺的品种，进而扩大应用范围作出新的尝试。详细探讨了以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂，丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酸十二氟庚酯(G04)在超临界C02与丙酮共溶剂体系中的二元共聚合反应

2、。通过单因素实验和正交实验研究了反应规律和最优化工艺条件，并针对产物的水溶性，增粘性，抗盐性等进行了相关应用实验，检验了共聚产物的疏水改性效果。利用红外光谱(IR)，质谱，核磁共振(1H．NMR)对共聚产物的结构进行表征，利用热重分析仪(TG)分析了产物的热稳定性。通过动力学分析，提出了AM与G04在超临界C02中的自由基共聚合反应机理，求取了共聚合反应过程中两种单体的竟聚率，并考察了温度、压力，助溶剂等因素对丙烯酰胺竟聚率的影响，通过计算得出了共聚物组成与转化率的关系图。完成了AM、G04与甲基丙烯酸甲酯(MMA)，AM、G04

3、与顺酐在超临界C02+丙酮体系中的三元共聚合反应。并对聚合产物进行了分析和表征，应用试验表明共聚产物具有优良的吸水性、阻垢性能等。合成了顺酐与聚乙二醇(PEG400)的单酯化缩聚产物，顺酐与牛磺酸缩聚产物，并进行了AM、G04与顺酐一PEG400缩聚物，AM、G04与顺酐．牛磺酸缩聚物在超临界C02+丙酮体系中的三元共聚合反应，并对聚合物产物进行了分析和表征，并做了部分应用试验。完成了超l

4、缶界C02+丙酮体系中的AM、G04、MMA与顺酐-PEG400缩聚物四元共聚合反应，AM、G04、丙烯睛与顺酐．PEG400缩聚物的四元共聚

5、合反应；AM、G04、丙烯酸与聚合好的顺酐．PEG400缩聚物的四元共聚合反应，合成了一系列具有特殊性能的新型聚合物材料。并对共聚产物进行了分析和表征，对聚合产物进行了初步应用研究。关键词：聚丙烯酰胺疏水改性超临界C02共聚合Abstract‘Morethaneightkindofhydrophobically—modifiedpolyacrylamideproductsweresuccessfullysynthesizedwhensupercriticalC02andtheacetonesolventwaspresented．I

6、twillhelptodeveloptheproducingmethodofpolyacrylamide，widentheapplyingfieldofpolyacrylamide．Furthermore，itmakesitpossibleforinsolublesolidspolymerizingundertheconditionofsupercriticalC02，helpstheresearcherfindanewwayofpolymerizinginsupercriticalC02．Thecopolymerizationo

7、facrylamide(AM)and12fluorinsubstitutedheptanolmethacrylicacidearter(G04)Wasstudiedindetail、Vithbenzoylperoxide(BPO)asinitiatorwhensupercriticalC02andtheacetonesolventwerepresented．Throughsinglefactorexperimentsandorthogonalexperiments，thecopolymerizationlawofacrylamid

8、eandG04，theoptimumreactionconditionswerestudied．Water—solubleexperimentoftheproducts，viscosityofdifferentproductsolutionsweretestedtomeasurethehydrophobicnature．ThestructureofthecopolymerproductWasillustratedbyinfrared(IR)spectroscopy，massspectrum(MS)and1H-NMRanalysis

9、．ThethermalstabilityoftheproductWasalsoanalyzedbyemployingthermalgravimetricanalysis(TG)．ThekineticsofthecopolymerizationWas