聚丙烯酸（钠）分子量及其分布研究

发布时间：2017-04-12 07:11

  本文关键词：聚丙烯酸（钠）分子量及其分布研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚丙烯酸钠分子中有羧酸根(-COO-),羧基官能团能与水中易形成垢的金属离子,例如Ca2+、Mg2+结合,从而起到阻垢分散作用。但是聚丙烯酸(钠)的分子量从几千到上百万,其性能不但与分子量大小有密切关系,而且还受分子量分布的影响,因此研究聚丙烯酸钠分子量及其分布与性能之间的关系具有重要意义。本文采用沉淀分级的方法,实现了对聚丙烯酸钠的均匀分级,并通过实验证明聚丙烯酸分子量及其分布对其性能有较大影响,作为碳酸钙阻垢剂的聚丙烯酸最佳相对分子质量范围为小于1900,并且分子量分布越窄其阻垢性能越好。作为对碳酸钙分散剂的聚丙烯酸钠相对分子质量Mn=3400,分布指数D=3.35时分散效果最佳;作为锌离子稳定剂,聚丙烯酸钠相对分子质量Mn=5200,分布指数D=3.35时对锌离子稳定效果最好。探索了聚丙烯酸不同合成体系,其中有机酸盐-异丙醇复合调聚体系、以次亚磷酸钠作为链转移剂体系效果较好,优化其工艺条件,合成出了低分子量窄分布的聚丙烯酸钠,并对聚合产物进行了结构表征和性能评价。以有机酸盐-异丙醇复合调聚合成聚丙烯酸,以正交试验法确定最佳聚合工艺为:单体浓度30%,滴加时间4h,聚合温度80℃,引发剂占单体质量12.5%、有机酸盐占单体10%,异丙醇占溶剂质量25%。在最佳条件下得到了相对分子质量1500,分子量分布指数1.60的聚丙烯酸钠,对碳酸钙的阻垢率能够达到88%左右。以次亚磷酸钠作为链转移剂合成聚丙烯酸,考察了引发剂用量、次亚磷酸钠用量、聚合温度对聚合反应的的影响,确定出最佳聚合工艺为:单体浓度占总重30%,滴加时间2.5h,聚合温度80℃,引发剂用量占单体质量比8%,次亚磷酸钠用量占单体质量比10%,聚合温度80℃。最佳条件下得到了相对分子质量1300,分子量分布指数1.80的聚丙烯酸钠,对碳酸钙的阻垢率能够高达90.0%。
【关键词】：聚丙烯酸钠 相对分子质量 分子量分布指数 阻垢
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O631.61
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-26
• 1.1 聚丙烯酸钠的性质10-12
• 1.2 聚丙烯酸钠的应用12-18
• 1.2.1 水处理剂13
• 1.2.2 油田助剂13-14
• 1.2.3 高效减水剂14-15
• 1.2.4 增稠剂15
• 1.2.5 絮凝剂15-17
• 1.2.6 洗涤助剂17
• 1.2.7 超高吸水性树脂17-18
• 1.3 聚合原理18
• 1.4 聚丙烯酸分子量与其性能关系的研究进展18-19
• 1.5 丙烯酸类聚合物合成研究进展19-23
• 1.5.1 乳液聚合法19-20
• 1.5.2 悬浮聚合法20
• 1.5.3 活性自由基聚合20-21
• 1.5.4 溶液聚合法21-23
• 1.6 课题研究意义及内容23-26
• 1.6.1 课题研究意义23-24
• 1.6.2 课题研究内容24-26
• 第二章 实验部分26-34
• 2.1 主要仪器和试剂26-28
• 2.1.1 仪器26-27
• 2.1.2 试剂27-28
• 2.2 合成实验流程28
• 2.3 实验相关分析方法28-34
• 2.3.1 游离单体含量测定28-29
• 2.3.2 聚合率测定29
• 2.3.3 特性粘度的测定29-30
• 2.3.4 聚丙烯酸钠粗品的沉淀分级30
• 2.3.5 聚合物分子量及其分布的测定30-31
• 2.3.6 碳酸钙阻垢性能评价31-32
• 2.3.7 红外分析32
• 2.3.8 热重分析32
• 2.3.9 碳酸钙分散性能评价32
• 2.3.10 锌离子稳定性能评价32-34
• 第三章 聚丙烯酸分子量及其分布对其性能的影响研究34-52
• 3.1 聚丙烯酸粗品的合成34-35
• 3.2 聚丙烯酸沉淀分级工艺研究35-38
• 3.2.1 良溶剂及沉淀剂的选择35-36
• 3.2.2 沉淀分级沉淀点的优化36-38
• 3.3 PAA相对分子质量对其性能影响研究38-45
• 3.3.1 PAA相对分子质量对碳酸钙阻垢性能影响38-39
• 3.3.2 PAA相对分子质量对碳酸钙分散性能影响39-44
• 3.3.3 PAA相对分子质量对锌离子稳定性影响研究44-45
• 3.4 PAA分子量分布指数对其性能影响研究45-50
• 3.4.1 PAA分子量分布指数对碳酸钙阻垢性能研究45-46
• 3.4.2 PAA分子量分布指数对碳酸钙分散性能研究46-49
• 3.4.3 PAA分子量分布指数对锌离子稳定性影响研究49-50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 低分子量窄分布PAA的合成工艺研究52-62
• 4.1 引发体系的筛选52-53
• 4.2 链转移剂的的筛选53-57
• 4.2.1 以N,N-二乙基羟胺为链转移剂合成聚丙烯酸53-54
• 4.2.2 以有机酸盐为链转移剂合成聚丙烯酸54-56
• 4.2.3 以次亚磷酸钠为链转移剂合成聚丙烯酸56-57
• 4.3 调聚体系的筛选57-60
• 4.3.1 有机酸盐-乙醇复合调聚体系58-59
• 4.3.2 有机酸盐-异丙醇复合调聚体系59-60
• 4.4 本章小结60-62
• 第五章 性能评价及表征62-72
• 5.1 GPC谱图分析62-64
• 5.2 对碳酸钙阻垢性能评价64-67
• 5.2.1 以次亚磷酸钠为链转移剂体系阻垢性能评价64-66
• 5.2.2 有机酸盐-异丙醇复合调聚体系阻垢性能评价66-67
• 5.3 红外分析67-69
• 5.3.1 以次亚磷酸钠为链转移剂体系红外分析67-68
• 5.3.2 有机酸盐-异丙醇复合调聚体系红外分析68-69
• 5.4 热重分析69-70
• 5.4.1 以次亚磷酸钠为链转移剂体系热重分析69
• 5.4.2 有机酸盐-异丙醇复合调聚体系热重分析69-70
• 5.5 本章小结70-72
• 第六章 结论72-74
• 参考文献74-80
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果80-82
• 致谢82

【参考文献】

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本文编号：300960