探索梳型丙烯酰胺共聚物的合成、性能及其结构的研究

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1、成都理工大学硕士学位论文梳型丙烯酰胺共聚物的合成、性能及其结构的研究姓名：饶明雨申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：钟传蓉20090501摘要本文合成出新型大单体4-乙烯基苄基辛烷基酚聚氧乙烯醚1(VBPOE)，并用H-NMR表征了其分子结构。以丙烯酰胺(AM)为主要原料，引入大单体VBPOE和适量的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(NaAMPS)，采用自由基胶束聚合法合成了梳型共聚物PAVA。研究了各种反应因素对共聚物溶液增粘性能的影响，得到了适宜的共聚合反应条件。1并通过FT-IR和H-NMR对其分子结构进行了表征。VBPOE加量

2、为2.0%(摩尔分率)时，0.10g/dL和0.20g/dLPAVA水溶液的表观粘度分别为231.2mPa·s和2464mPa·s；0.15g/dL和0.20g/dLPAVA在5000mg/LNaCl盐水溶液中的表观粘度仍分别为112.7mPa·s和456.9-1mPa·s(45℃，7.34s)，表明共聚物具有优良的增粘和抗盐能力。升高温度，聚合物溶液表观粘度增加，0.20g/dLPAVA在5000mg/LNaCl盐水溶液中于33.5℃的表观粘度最大，为569.3mPa·s，继续升温到75℃，溶液表观粘度缓慢下降；0.20g/dLPAVA在

3、5000mg/LNaCl盐水溶液中于45℃老化30d后，溶液粘度为187.1mPa·s，粘度保留率为41.1%，表明共聚物具有良好的抗温及抗老化性能。在剪切作用下，共聚物PAVA溶液表现出剪切增稠行为，剪切回复试验说明共聚物溶液具有良好的抗剪切能性和良好的触变性能。动态粘弹性实验研究表明，共聚物淡水溶液的弹性模量G'与粘性模量G?随聚合物浓度的增加而增大，随角频率的增加呈现上升趋势。NaCl的加入使PAVA溶液的G'与G?的变化不大，这完全有别于线型的疏水缔合聚合物，低角频率下，G'与G?基本不变，高角频率下，溶液的G'和G?明显增加，在0

4、.05~50rad/s内，0.20g/dLPAVA在5000mg/L、20000mg/L、30000mg/LNaCl盐溶液中的复合粘度均高于动态粘度，均表现为以弹性行为为主的流体，其中以5000mg/LNaCl盐溶液的弹性特征最明显。以芘作探针，采用荧光光谱研究了梳型聚合物PAVA溶液的疏水缔合微区的微环境极性。通过研究发现，在淡水中，随着聚合物浓度的增大，疏水基团的分子间缔合作用增强，疏水微区的数量增多,使芘探针所处微环境非极性增大，1/I3值减小，0.05g/dL和0.20g/dLPAVA溶液的I1/I3值分别为1.63和1.35；在5

5、000mg/LNaCl盐溶液中，随聚合物浓度的增大，I1/I3值的下降幅度大于淡水中的下降幅度，0.05g/dL和0.20g/dLPAVA溶液的I1/I3值分别为1.53和1.31。在淡水和5000mg/LNaCl盐溶液中，聚合物浓度增加，分子间缔合作用增强，缔合结构的尺寸和数量增加，使得Ie/Im值均增大。1SEM的研究表明，淡水中，0.1g/dLPAVA溶液存在游离的缔合体，聚合物浓度增大到0.20g/dL，分子间缔合作用增强，聚合物溶液中的聚集结构转变为连续的缔合结构，同时也存在紧密的小缔合体，聚合物浓度继续增大到0.25g/dL，由

6、于更伸展的分子链构象和更强的缔合作用，连续的缔合结构更完善，更清晰，宏观上表现出更高的表观粘度。0.20g/dLPAVA在5000mg/LNaCl溶液中，形成了由大的片状缔合结构互相聚集在一起的连续缔合体系，聚合物浓度增大到0.25g/dL，疏水基团的分子间缔合作用增强，聚合物大分子形成了尺寸更大、更紧密的树枝状连续缔合体系，致使其在盐溶液中保持更高的表观粘度，揭示了PAVA溶液性能与分子聚集态的关系。关键词：大分子单体丙烯酰胺梳型聚合物溶液性能荧光探针扫描电镜2AbstractThispapersynthesizedAnovelmacro

7、monomerp-vinylbenzylpo1yoxyethylene1octylphenolether(VBPOE),whichmolecularstructurewasidentifiedbyHNMR.Thecomb-likeacrylamidecopolymers(PAVA)weresynthesizedusingacrylamide(AM),VBPOEandsodium-2-acrylamido-2-methylpropanesulphonate(NaAMPS)bymicellarfreeradicalcopolymerizatio

8、ntechnique,andthecopolymerswere1characterizedwithFT-IRandHNMR.Theinfluencesofallsynthesis