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本论文以此为出发点,提出利用双水相共聚合反应制备共聚型水溶性聚合物并对其性质进行了深入研究。
双水相聚合(Aqueoustwo-phasepolymerization)是一种新型的聚合体系,是将水溶性单体溶解在另一种水溶性物质的水溶液中,形成均相的混合物体系,再在一定条件下聚合,形成互不相溶的水溶性聚合物分散液的聚合反应。反应体系粘度相对较低、固含量大,并且在聚合过程中不存在有机溶剂污染等问题,具有广阔的应用前景和环保价值。
本论文首先以聚乙二醇,聚氧化乙烯为分散介质,考察了聚合温度、引发剂浓度、单体浓度、分散剂浓度、分散介质种类对聚合速率及转化率和相对分子质量的影响,同时研究了聚合温度、pH、单体和分散介质浓度对稳定性的影响。对PEG-CPAM-H2O和PEO-CPAM-H2O体系的相行为进行了研究,测定了不同相对分子质量下的相图。在CPAM-PEG-H2O和PEO-CPAM-H2O双水相聚合体系中PEG与PEO水溶液为连续相,CPAM水溶液为分散相,通过对液滴形态及粒径分布的研究,提出液滴形成及稳定机理。认为以下原因促使液滴能稳定地分散在连续相中:位阻效应、阳离子单体的电荷排斥作用。本文研究了聚合过程中体系粘度的变化规律,并对盐水介质中双水相聚合进行了研究,比较了其与聚乙二醇、聚氧化乙烯体系性质的不同。选用硫酸铵作分散介质,PVP做分散剂,其最佳用量分别是10%和1.2%。实验证明无机盐比聚合物的分相能力更强,聚合过程中,临界分相浓度和临界分相链长就会减少。在相同的反应条件下,盐介质双水相体系具有更好的稳定性,聚合过程中的粘度也低于高分子聚合物体系的粘度,其相对分子质量也高于高分子聚合物双水相体系。
研究了CPAM作为造纸增强剂与助留助滤剂的应用性能。作为造纸增强剂其最佳用量是0.2%,相对分子质量50万左右,阳离子单体含量30%。可以提高抗张指数32%以上,耐破指数35%以上。作为造纸助留助滤剂其最佳的用量为0.04%时,分子量在200万以上,阳离子单体含量在20%-30%为宜。用量为0.04%时,留着率比空白提高了24%,打浆度降低了9°SR。体系的pH对助留助滤影响不大,但却对剪切速率敏感,超过700r/min时,填料留着率下降比较快。CPAM与纸浆的最佳接触时间是40秒,时间太长,则助留助滤效果下降。