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目前疏水改性聚丙烯酰胺的合成主要以共聚法

發布日期:2015-08-06 15:49:58
合成疏水締合型聚丙烯酰胺的途徑主要有兩條:一條是將水溶性PAM單體與油溶性單體(即疏水性單體)共聚合;另一條是PAM化學改性法,即先聚合再進行反應將聚合物官能化,在親水聚合物上引入疏水基團。該法由於聚合物粘度和溶液粘度隨疏水基團引入的反應程度而變化等原因,使溶劑選擇困難,限製了其工業應用。因此,目前疏水改性聚丙烯酰胺的合成主要以共聚法為主。
非均相聚合法是把油溶性單體和水溶性單體加於水中,利用機械攪拌使不溶於水的單體形成微細分散狀態而實現共聚的方法。由於油溶性單體和水溶性單體不相溶,共聚反應過程是一個非均相過程。因此難以控製聚合物的組成、疏水單體含量較低,現在已很少使用。
該法是將水溶性單體與疏水單體溶於共同的單一溶劑或混合溶劑中,從而實現共 中十二烷基磺酸鈉是最常用的表麵活性劑,。但在聚合過程中若加入大量的表麵活性劑則會對聚合物的締合行為產生顯著的影響,並且去除這些表麵活性劑也會增加分離及純化等後處理過程的複雜性。
雖然膠束聚合法可供選擇的單體種類多,簡單易行,但是需要往體係中加入大量的表麵活性劑,這不僅增加了後處理過程的複雜性,還會影響到產物的性能。為了簡化後處理過程和增加聚合物的溶解性,可采用本身就具有表麵活性的疏水性單體。這類具有表麵活性的大分子量單體同時含有疏水基團和親水基團,所以在共聚合時不需要另外加入表麵活性劑,可直接采用傳統的自由基水溶液聚合方式,即均相聚合,同時可使疏水單體高度無規地引入共聚物中。通過研究發現,這類離子型疏水單體的共聚物在水溶液中的臨界膠束濃度,是膠束共聚相中相同疏水鏈長度的兩倍以上,使共聚物具有更強的疏水締合效應。
此法與AM反相乳液或反相微乳液相似,將AM單體溶於水相,疏水性單體溶於油相,在乳化劑作用下將水相分散於連續相中,形成微乳體係,巨大的界麵使得疏水單體可以擴散到水相中,再以油溶性引發劑或水溶性引發劑引發聚合。該法聚合反速度快,平均分子質量高,且不需要對最後產物的溶液做後處理。經過研究發現,反超聲波法是利用超聲波使水溶性單體和疏水性單體間形成乳液,並打斷各高分子均聚物的分子鏈,以生成聚合物自由基,達到共聚目的。但是該方法較難控製聚合物的組 成。也難得到相對分子質量高的共聚物。
以超臨界C02作為分散介質,利用超臨界油溶性將疏水單體溶解在其中,並利用共溶劑使得AM在反應體係中均勻分散,在油溶性引發劑的引發下,實現兩種單體的共聚合,由於所形成的聚合物不溶於分散介質,因而逐漸從分散介質中沉澱出來。此法疏水單體聚合效率高,產物疏水性好。但是由於共聚物一般不溶於超臨界C02,可能會導致聚合物分子量較低。
氣態也非液態,co2既具有類似於液體的高密度和接近氣體的低粘度,因而如同氣體一樣容易擴散,又具有液體一樣有很強的溶解能力。在臨界點附近,壓力的微小變化就可以導致密度發生巨大變化。由於粘度、比熱、介電常數、溶解能力性質都與密度相關,因此在超臨界狀態下,可以通過調節壓力來調節控製物質的多種物理化學性質。
調節壓力可使得co2的溶解能力隨之發生改變,在一定的溫度下,壓力越大,co2對某一聚合物的可溶解分子量也越大,在聚合反應中可以利用這一特性獲得特定分子量的窄分布的產品。
高聚物除高含氟非晶聚合物和聚有機矽氧烷能很好地在sc-co2中溶解,其餘絕大 部分高聚物在超臨界中難溶,且隨分子量增大和極性基團的引 入,溶解性進一步下降。加入少量共溶劑,可較大改變超臨界co2的溶解能力,使高聚物在超臨界co2中的溶解度大幅度上升。
超臨界co2具有低粘度和高擴散速率,增大壓力可使其擴散速率顯著提高,從而使得聚合速率提高。使得聚合度和聚合溫度上限提高,從而改變聚合物的結構。且很多反 應的立體選擇性隨超臨界co2的溫度和壓力的改變而發生變化,同時,在超臨界co2稀溶液中溶劑分子包圍在溶質周圍,使得局部濃度顯著提高,聚合速度大大增加,聚合物的聚合度得以提高,獲得較大分子量的產品。
目前疏水改性聚丙烯酰胺的合成主要以共聚法