丙烯酰胺共聚合反应原理

丙烯酰胺共聚合反应原理由一种肌体进彷的聚讣反应.称为均聚件，所形雀购累舍物称为均緊物两种或雾种单体具同参1JU的聚會反应，称为翼鑒合，所形成的聚含物弁仃两种或蚩种单体覃元.这类聚合谢呦称为共案物.根塞大分子蕃的St观结樹，共聚物肓杆列四种类8L无规灰聚物、交韩其聚物、嵌段英聚物和接枝共聚物.丙烯酰嚴类接枝哉聚物中煤闪惴咗胺祖择滋处卜純链，如淀粉与/的接枝其罹密无规和交替具聚物呈均相.蔡由般的其聚反应制得嵌段和接槿具聚物往往呈非均和.类似子共混体蚪呵由影种方法舎成=两种单休共聚时.由于1“匕学结村不同两荷活性也仃些异.丙此共聚物殂成与单体配料组滋往往不同当采用一次加料时，共SSS中先后生成共疑狗的aija-ftm转化半佰变化.因此有摹眉期有均聚输产生.存衽着削虑分布和平均组成何题有时述会出现脅易期聚的两伸单俸却难以共聚以及不易尚舉的单悴却琵為聚的情况n荻聚物加吨方程冗是抓述口聚砌组戒打单邙汎汗物（原料）纽成问的宦里瓷热k它可it口煤汗反应动力学或由统埔反除和在孚出來H共聚物组成爍尔比檄分力程卽卜：式1-2中，q二扑和斥：弋分别是均艸沁林速卅征腐单体的相对活性.特称为竞聚呷令珀为某加单体儿/I冲体湛令物中占有的摩尔分数，F】为同一IB问单体町在共聚物组成中占召的摩尔分数，则人聚物组成微分方FWJ表示为：中；(1-3)式（1-3）衰示共聚物瞬时组成%是单体组成匕.化的函K.影响两者关系的卞耍参数是竞幕率“Kz.竞幕率数值可以在很宽的范I冃内变动,共聚行为也就17较大的差异.典熨竞聚率敌值所代衣的物用点义如2“=0/Jku=O.活性站基只能与斤种P体反应。rj=l,ku=kB,即貼与两种单体反应的难易思度相同.或两者様率相同.ri=，衣示只能均聚，不能共集，实际上淌未发现这种待殊情况.nl.则易与同种敢体反应。根据“、的数值不同,将共聚物组成类战可以分为如下几类.理想其躱上卫二1时，式（1-2）变为dMj/dM=xM/M：这是一般理迪共聚。以中一种极端情况是n=r2=i阿种rnii?$rr均聚和相互共聚的增长概率完全相同.在这一条件K由A（l-3）?./Fi=f1,即不论单依配比和转化率如何，共聚物组成和臥体组成完仝相同，在F-f血图I是一条对角线（见图1-5）.这种共聚称为理想恒比共聚。图1-5艾聚物组成F对单体纽成仇曲线arx=l.13,r2=0.67;br2=0.61.rg=O.18（2）交替其聚另种械限情况是上”=0或n-0.1=-0.衷明两种I由基都不能*印同种单体加诚,只能与异种单体共聚因此共聚物中两种卑体单兀严格交材相何-不论单体纽成如何，此结果都是dl1/dMj=1,時0.5,在FTm卜是一条水平线（见图1-5）o（3）非理担共聚号巧1和rsl.flxinl.r：lD此时两曲基都倾向门川成同种单体,形成*嵌段”其剰虬建段长短决定Fg和血的大小.但Jk和爲的链段桶不长.很雄用这种方法制得真正l.r=ldrib理恕其聚的惜况卜,即如图5中曲找a所示。共聚物组成珀的变化如曲线上箭头所示向卜变化.K洱來是单体壯先耗烬.以致虽后产生一定童斷的均聚物。在“Vi,“V1的共聚情况卜.BPA1B1-5中曲线b所乐.单体组成仇小于帕比点(0.59)时，共聚物组成F】在对角线的上方，英变化方向也向下：9体组成珀大于恒比点(059)时，以聚物组成F,任对角线的卜方，英变化方向相反向上变化因比非理翘其聚的共缓物组成存在组成分布fH均组成不均一的问迦眼体组成fl.丿聚物瞬时组成FlIIIf-J5J组成亓都是单体起始组成：和转化耳的函数共聚严物将是组成不均一的共聚物的混合物耍获得组成比较均一的共聚物.常采用的控制方法仃在一次性投料的壊合反应中控制转化率，或补加活泼E体.丙烯酰胺共聚合特点均聚物种类有限，U两种或两种以I：的单体共聚后，可以改变大分子的结构和性诡,堀加品种,扩大应用范围.通过AM与务种非离子单体以及离子单体的其嫌介既可以存成高分了旦:的其聚物，乂可以拓宽丙烯醸胺类聚命物的应用范用。这类聚合物一直是水淞性高分f领域的研究和开发热点.AM易与许多乙烯基单体共聚.AM与常见单体的竞廉率列于表1-2中。AM分了-中酸嫁麻是活泼的吸电了展团，已得到的共聚0咨故QP.23,e=-0.51.Zj那些未知的工值,也可以通JIAIfiey-Price关联式计算出来。1-2丙烯酰tt(li)共聚反应的竞聚車共聚匝体僞)介质温度代11r；丙井醛水200.760.022.00.05丙晞廉DMF500.210.021.690.1丙烯牆DMF600.8700.899苯乙烯二氧六环701.271.27苯乙烯乙醉700.301.44浪乙烯乙fi?50701600.1偏二氯乙烯604.890.080.150.08额3-漠丙烯酸水20120.50反3-溟丙烯酸水206.50.60甲基丙烯酸水600.120.020.250.03甲基丙烯战水-NaCl600.180.010.360.02丙烯酸甲酯601.300.050.050.05甲基丙烯酸甲酣二氧六环700.533.00甲基丙烯酸甲酣水702.2922.345顺肉桂酸水206.70.60反肉桂慢水203.00.20噸巴豆酸水204.0030反巴豆酸水206.5040马来酸水252.20马来酸酹700.250.3甲基丙烯at胺水250.740.111.10.20旷見叩联丙烯酰胺水2.90.40.90.2N-异丙施丙烯酰胺水251.000.52-丙烯酸胺2-甲基丙磺酸钠水301.020.010.500.01屮基内烯酸乙基磺腹钠木300.380.053.640.55乙烯京二磺酸钠水5014.90烯丙胺并丙醉1013.350.260.OS0.02二烯丙堆二屮基氯化饮1.950.3N-乙烯堆毗咯烷酮水600.660.172-甲基乙烯基咪理丙丽2.50.22对乙烯煤苯戲酸二氣六环802.550550.10.055-乙烯薯2甲基毗唉600.560090.010.09Y-3E屮基-Y-J内酯DMF600.302.S5异硫做酸乙烯酣0.680.47碳酸乙烯酯水13.80.5AM常与一些离子单体共聚形成具竹阴离子、阳离子或两件离子的木溶性其聚物.这些共聚物都仃熏要的用途.15合成及复配原理1.5.1合成原理木文以NN亚甲双丙烯酰脓(AAM)ffl丙烯酰胺聚介fj到屮义衆丙烯醸胺(MPAM),经水解、屮呈化、議屮基化反应，改性合成了N_(二屮臥基屮堆)屮义聚内烯祇胺(MAMPAM).罠结构式如2聚丙烯酰胺是一具有线性分子结构的聚合物.对剪切作用卜分敏感.在淡水中HPAM分子内躱基间的排斥作用.大分子链呈伸展状态.英増粘能力很强：而在盐水中电解质效应使大分子链星卷曲状态.为了改进实性能.必须从改变其线性结构看乎.从MAMPAM的结构式可以行出.线性分子部分交胶.成为网状结构的聚介物.这样聚合物的剪切女定性、耐温性、抗盐敏性等购符改善.同时引入了-CHj-,有利F与廩油屮人分子亲和。MAMPAM分子磁结构取朮中帝有亲水性的支型酰肢基极性基团极性基团相对増加,增强了厌水溶性.200-250/J的MAMPAM分子体积大，吸附时常昱“多点吸附”.校长的分子链将原油稳定.该分子上带冇亲水展团可以与水结从而便油在水中分敢.不易反相，如用1J。1.5.2与AMPS复配原理2丙烯fit胺2屮茲内磺酸(AMPS).它的分丁式为CJinNO.S,其结构式如OIIHOIIHAMPS相对分子质呈为207.3.常温卞是一种极易吸湿、具有酸味的白色结晶或粉末，席点1851牢温卜干燥的AMPS是稳定的，但在水溶液中却非常容易聚合，血AMPS的饴盐在水济液中则比较稳定。由于AMPS分子中含有对盐不敏冊的-sa基团，便它JHflW盐性、制岛温性、导电性、染色亲和性“切：AMPS分/中含有酰胺基团，使它貝右校好的水解稳宦性、抗酸祓及热稳定件：AJPS分子中活浓的融陽収健，使它珂与许多烯类单体进行人聚。MAMPAM与AMPS1Z临、共聚.引入磺酸爆团坤H鼻了其耐盐性、耐高温性和对二价闻离子有很好的耐受力,从而更右利于防止原油反相増稠。