高相对分子质量聚丙烯酰胺研究毕业设计开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告1选题的依据及意义1.1丙烯酰胺聚合物的结构与性质丙烯酰胺聚合物(acrylamidepolymers)是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的统称。工业上凡是含有50%以上丙烯酰胺(AM)单体结构单元的聚合物，都泛称聚丙烯酰胺。其他单体结构单元含量不足5%的通常都视为聚丙烯酰胺的均聚物[1]。聚丙烯酰胺，polyacrylamide(PAM)，CASRN：[9003-05-8]，结构式为：其中相对分子质量是PAM的最重要的结构参数。PAM在结构上最基本的特点是：(1)分子链具有柔顺性和分子形状（即构象）的易变性。如相对分子质量710万的PAM，其分子链伸直

2、后的长径比高达105，相当于直径1mm、长100m的细丝。可以想象，这样打长径比的柔顺性分子链是极易卷曲的，分子链之间也易发生缠结。(2)分子链上具有与丙烯酰胺单元数相同的侧基—酰胺基，而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。这些结构特点赋予了PAM许多极有价值的应用性能。如酰胺基的高极性使PAM具有良好的亲水性和水溶性，其水凝胶亲水而不溶于水；柔顺的长链使PAM水溶液具有高黏性和良好的流变调节性；酰胺基极易与水或含有—OH基团的物质（天然纤维、蛋白质、土壤和矿物等）形成氢键，产生很强的吸附作用；酰胺基的高反应活性可是PAM衍生出很多变性产物，拓宽了我们的应用范围。P

3、AM的结构因素和其应用性能之间的一般关系归纳于表1。由上可知，聚合物的结构决定其性能和应用效果，聚合物的应用性能必须有相应的结构作基础。而现代技术水平已具备了对聚合物结构进行调控的能力。如改变相对分子质量及其分布、各功能基团（如离子基团及疏水缔合基团等）的类型及数量、侧链长度、支化度和交联度等。表1聚丙烯酰胺的物理化学性质与应用之间的一般关系丙烯酰胺聚合物的作用结构因素应用工业性质分散助剂分散酰胺基造纸、纺织、医药表面涂布增加纸张干强造纸酰胺基钻井泥浆地质、石油黏附（结）离子基团建材黏结建筑吸附性酰胺基水土保持农业固体回收采矿、选矿线型长链污水治理环保絮凝酰胺基水的净化公

4、用事业、养殖离子基团助留和助滤造纸、选矿线型长链减阻消防、化工、舰船减阻高黏性流变控制离子基团增稠三次采油交联作用增稠、调剂三次采油增加纸张湿强造纸凝胶离子基团固定土壤、保墒农业、造林、改造沙漠表面涂层建筑交联性交联基团保水、保液、保农业植保高吸水性酰胺基温尿布医用辅材离子基团生物惰性和体内植入填充控酰胺基医药生物相容性释药物1.2研究高相对分子质量聚丙烯酰胺的意义目前,操作简便应用广泛的聚丙烯酰胺(PAM)的合成是采用水溶液聚合法,聚丙烯酰胺的相对分子质量一般在1000万以下。为了提高其相对分子质量,国内外许多学者通过改变聚合方法、引发体系做了大量工作,并取得了重大突破

5、,而且有许多专利与文章发表[2-5]。聚丙烯酰胺(PAM)是一类重要的水溶性高分子聚合物，具有优良的物化性能，如增稠、絮凝沉降、过滤、降阻、稳定、增黏和净化等。由于它无毒、吸水性强、反应活性高，能生产许多有用的后续加工产品，因而广泛应用于采油、选矿、造纸、生活用水净化、工业废水处理、洗煤、涂料和土壤保水等行业[6]。尤其在油田和水处理领域中，它的应用更为广泛。而作为驱油剂和絮凝剂来说，聚合物的相对分子质量越高，其使用效果越好。因此近年来研究的重点大多集中在如何获得高相对分子质量的聚合物产品上。聚丙烯酰胺是水溶性聚合物中应用最广泛的产品之一，其高分子键上所带的活性酰胺基团，

6、阴离子羧基基团可以和多种物质发生物理、化学反应，从而广泛用于造纸、采油、水处理等行业，特别在我国三次采油中，(ECR)聚丙烯酰胺相对分子质量要求1000万以上，有些油层需要1500万~2400万。随着油田的开发的进程,油田对相对分子质量1700万以上的高相对分子质量聚丙烯酰胺需求将越来越大，预计到2005年油田三次采油将需要聚丙烯酰胺10万吨/年，其中相对分子质量在1700万以上的高相对分子质量聚丙烯酰胺需要5万吨/年。因为要配制相同粘度的聚丙烯酰胺溶液,其相对分子质量越高用量越少，且高相对分子质量聚丙烯酰胺具有溶解性好，稳定性好等特点，尤其是在油田配制溶液过程中，其耐盐

7、性和抗剪切性明显优于普通的聚丙烯酰胺产品。据资料表明，高相对分子质量聚丙烯酰胺和普通的聚丙烯酰胺相比可提高采收率2%~8%。目前，国内一般相对分子质量在1500万以下，产品达不到控制粘度要求,质量不稳定，特别是过滤因子指标达不到采油要求。需要从国外大量进口。所以高相对分子质量聚丙烯酰胺的不可制和工业化生产在国内引起了极大的关注和投入[7]。目前世界上生产高相对分子质量聚丙烯酰胺主要有两种方法：(1)丙烯酰胺均聚后水解法，(2)丙烯酰胺与丙烯酸共聚。这两种方法都是在低温下进行(5℃~10℃)。虽然后水解法产品相对分子质量高，但聚