聚羧酸减水剂共聚单体活性研究

发布时间：2017-07-03 06:21

  本文关键词：聚羧酸减水剂共聚单体活性研究

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【摘要】：由于缺少聚羧酸减水剂共聚单体的竞聚率等基础数据,在聚羧酸减水剂合成中往往依靠大量探索性试验优化减水剂的性能,对其共聚物的组成、分子构象都缺乏明确的信息。为了更好地设计聚羧酸减水剂的分子结构与性能,需要研究聚羧酸减水剂用不同大单体与特定共聚单体的聚合活性(以竞聚率表示),指导聚羧酸减水剂的合成制备与性能优化。本文研究了异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)分别与丙烯酸(AA),马来酸酐(MA)共聚体系和异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)分别与丙烯酸(AA),马来酸酐(MA)共聚体系的共聚单体竞聚率,并对单体的共聚合方式、共聚行为进行了探讨。结果表明,在50℃,以1%的过硫酸铵(APS)做引发剂时,HPEG-AA体系的竞聚率为r1(HPEG)=0.016,r2(AA)=1.70;TPEG-AA体系的竞聚率为r1(TPEG)=0.052,r2(AA)=1.61;两种大单体都基本不发生均聚,但是HPEG与AA的共聚倾向强于TPEG与AA,即在HPEG-AA体系中,AA均聚形成主链段的活性高于TPEG-AA体系。HPEG-MA体系的竞聚率为r1(HPEG)=0,r2(MA)=0.39,存在恒比点F1=f1=0.38;此时酸醚比为1.64。TPEG-MA体系的竞聚率为r1(TPEG)=0.18,r2(MA)=0.92,恒比点为F1=f1=0.087,即酸醚比为10.5时共聚物组成等于单体组成。运用Alfrey-Price方程计算出了聚羧酸减水剂常用大单体(HPEG和TPEG)的Q-e值。HPEG的Q1=0.146,e1=-1.649,TPEG的Q1=0.168,e1=-1.32。结果表明,大单体TPEG比HPEG较容易转变成自由基,进行自由基共聚和反应。根据试验数据计算得到的竞聚率数据,结合概率论公式,分析了投料摩尔比为1:4和1:2时,HPEG和AA各自在聚合物(HPEG-co-AA)链中的微结构和链节分布,展示了利用竞聚率分析聚羧酸减水剂共聚产物微结构的一种方法。
【关键词】：聚羧酸减水剂 竞聚率 单体活性 共聚行为 链段分布
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528.042.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景10-14
• 1.1.1 引言10
• 1.1.2 国内外聚羧酸减水剂的研究发展现状10-11
• 1.1.3 PCE分子结构与性能关系的研究现状11-14
• 1.2 PCE自由基共聚合机理研究现状14-15
• 1.3 共聚单体竞聚率15-17
• 1.4 本课题研究的内容、目的及意义17-18
• 1.4.1 研究内容17
• 1.4.2 研究目的及意义17-18
• 第2章 原材料与实验方法18-26
• 2.1 实验原料18-19
• 2.1.1 合成用原材料18
• 2.1.2 分析测试用仪器与试剂18-19
• 2.2 聚合反应工艺流程与试验过程19-20
• 2.2.1 研究方案19-20
• 2.2.2 共聚物的制备20
• 2.3 共聚物结构表征与共聚物组成检测方法20-26
• 2.3.1 红外光谱法（IR）20-21
• 2.3.2 凝胶渗透色谱（GPC）21-23
• 2.3.3 高效液相色谱（HPLC）23-26
• 第3章 HPEG-AA与TPEG-AA共聚体系竞聚率26-46
• 3.1 竞聚率的计算方法26-27
• 3.1.1 F-R法26
• 3.1.2 K-T法26-27
• 3.1.3 YBR法27
• 3.2 共聚物的制备27-28
• 3.3 共聚物的表征28-32
• 3.3.1 共聚物的GPC表征28-29
• 3.3.2 剩余丙烯酸的液相色谱表征29-31
• 3.3.3 共聚物的红外光谱表征31-32
• 3.4 竞聚率的测定32
• 3.5 P(HPEG-co-AA)共聚物组成及竞聚率计算32-40
• 3.5.1 HPEG-AA体系的共聚物组成32-33
• 3.5.2 F-R法33-35
• 3.5.3 K-T法35-37
• 3.5.4 YBR法37
• 3.5.5 三种计算方法的准确性分析37-38
• 3.5.6 HPEG-AA体系的共聚行为研究38-40
• 3.6 P(TPEG-co-AA)共聚物组成及竞聚率计算40-44
• 3.6.1 TPEG-AA体系的共聚物组成40
• 3.6.2 K-T法40-43
• 3.6.3 YBR法43
• 3.6.4 TPEG-AA体系的共聚行为研究43-44
• 3.7 本章总结44-46
• 第4章 HPEG-MA与TPEG-MA共聚体系竞聚率46-60
• 4.1 共聚物的制备46
• 4.2 共聚物的表征46-49
• 4.2.1 共聚物的GPC表征46
• 4.2.2 剩余马来酸酐的液相色谱表征46-48
• 4.2.3 共聚物的红外光谱表征48-49
• 4.3 竞聚率的测定49
• 4.4 P(HPEG-co-MA)共聚物组成及竞聚率计算49-54
• 4.4.1 HPEG-MA体系的共聚物组成49-50
• 4.4.2 K-T法50-52
• 4.4.3 YBR法52
• 4.4.4 HPEG-MA体系的共聚行为研究52-54
• 4.5 P(TPEG-co-MA)共聚物组成及竞聚率计算54-58
• 4.5.1 TPEG-MA体系的共聚物组成54
• 4.5.2 K-T法54-56
• 4.5.3 YBR法56-57
• 4.5.4 TPEG-MA体系的共聚行为研究57-58
• 4.6 本章小结58-60
• 第5章 竞聚率影响因素及共聚物链段分布60-70
• 5.1 竞聚率的影响因素60-61
• 5.1.1 共聚反应条件（外因）60
• 5.1.2 共聚单体结构（内因）60-61
• 5.2 共聚物的微结构和链段分布61-68
• 5.2.1 共聚物链段序列分布62-65
• 5.2.2 共聚物链段链节分布65-68
• 5.3 本章小结68-70
• 结论与展望70-72
• 参考文献72-76
• 附录A76-78
• 附录B78-80
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文80-82
• 致谢82

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