第18卷第1期應用化學Vol. 18 No. 12001年1月CHINESE JOURNAL OF APPLIED CHEMISTRY聚(丙烯酰胺-丙烯酸十八酯)的合成及其增稠性能黃雪紅*許國強許晨福建師范大學高分子研究所福州350007)關鍵詞丙烯酰胺,丙烯酸十八酯,共聚合,增稠性能中圖分類號:O631.3文獻標識碼:A文章編號:1000-0518(2001)01-0064-03疏水締合型水溶性聚合物是指在親水性大分聚合所得,由福州福川樹脂有限公司提供子鏈上帶有少量疏水基團的一類水溶性聚合將AM(M1)和OA(M2)按規(guī)定比例混合,與物-3.在聚合物水溶液中,疏水基團之間由于DMF配成質量比為17%的溶液,以BPO為引發(fā)憎水作用而發(fā)生聚集,使大分子鏈產(chǎn)生分子內和劑,在(80±1)C,N2保護下攪拌反應4h.過濾分子間締合.在臨界締合濃度以上,形成分子間用甲醇淋洗白色固體物多次,40C真空烘箱干燥締合為主的超分子結構,增大了流體力學體積,故至恒重,計算產(chǎn)物得率.AM均聚物采用同樣方具有較好的增稠性法合成,OA在此反應條件下不發(fā)生聚合反應疏水締合型水溶性高分子很難合成,且不易特性粘度[刀用烏氏粘度計,以水為溶劑表征.把疏水部分連接到水溶性聚合物鏈上30C測定;共聚物玻璃化溫度(T)由動態(tài)力學熱般有兩種途徑,一是直接將疏水單體和水溶性單分析儀(DMTA)測定;共聚物組成由凱達爾定氮體共聚合,二是先聚合再進行大分子反應將聚合法測定.用NDJ-1型旋轉粘度計,在30C下測定物官能化.本文用丙烯酸十八酯作為疏水單體,經(jīng)增稠的乳液在最低轉速下粘度η和最高轉速直接用沉淀聚合法制備疏水締合型聚合物—聚下粘度m(n為轉子號)的比值,即為乳液的觸變丙烯酰胺-丙烯酸十八酯).溶劑DMF對合成的指數(shù),用TI表示,TI值在1.5~3.0之間,乳膠的共聚物有適當?shù)娜芙舛?得到的共聚物有足夠大綜合性能較好.的分子量.共聚反應及其產(chǎn)物的后處理過程較為結果與討論簡單易行,為產(chǎn)物的實際應用提供了可能OA含量對共聚物得率,特性粘數(shù)及其水溶丙烯酰胺(AM),含量不少于98.5%,根據(jù)文液對苯丙乳液的增稠能力的影響,見表1.獻[4]方法提純;N,N-二甲基甲酰胺(DMF),分從表1可知,隨著疏水單體OA用量的加大析純;甲醇,化學純;過氧化苯甲酰(BPO),精制后共聚物得率變化不大,特性粘數(shù)減小,但是對苯丙使用;丙烯酸十八酯(OA),通過酯交換制備;苯乳液的增稠能力增加,同時觸變指數(shù)變小,當OA丙乳液是由苯乙烯(用量49%),丙烯酸丁酯(用以摩爾分數(shù)為0.75%投料時,所得的共聚物增稠量49%),丙烯酸(用量2%)為單體,通過乳液共能力最強.在同等反應條件下所得的PAM卻沒表1OA含量對共聚物得率,特性粘數(shù)及增稠能力的影響Tab. 1 Effect of OA content on yield intrinsic viscosity and thickening efficiency of copolymerr(OA)/%Yield/%95.71scosity/(mPa·s)=307=180003200)7=3400(7500)7=37500(88500)7=8000(40600)72=1570(251073中國煤化工)72=6250(315070=1237070=4600full)70=858(1236)7CNMHG2.10(2.59)2.51(2.91)BPO: 0. 5%, 80 C, 4 h in DMF.iscosity of 100 g styrene acrylic ester emulsion added to o 25 g copolymer (values in parenthesis to 0. 33 g copol002萬數(shù)據(jù)0006-19修回福建省自然科學基金資助課題(B97012)第1期黃雪紅等:聚(丙烯酸胺-丙烯酸十八酯)的合成及其增稠性能有增稠能力.這是由于增稠機理不同,PAM是利當OA投料量增大到摩爾分數(shù)為1.0%時,所得用高分子量與乳膠中的聚合物分子之間的鏈纏的產(chǎn)物水溶性變差,相應的增稠能力也下降了結,使乳膠的粘度提高.本實驗條件下合成的隨著共聚物用量的增大,乳膠粘度迅速增大,說明PAM分子量僅為5.22×104,故達不到增稠目該共聚物具有很強的增稠能力的.而在P(AMOA)共聚物中由于疏水基OA引發(fā)劑BPO用量對共聚物得率、特性粘數(shù)及的存在,其共聚物是一種疏水締合型聚合物,分子共聚物溶液對苯丙乳液的增稠能力的影響,見表中存在憎水基和強極性基團,它與乳膠中旳聚合2.由表2可知,隨著引發(fā)劑用量的增大,共聚物物分子發(fā)生締合作用,形成瞬間網(wǎng)絡結構,使乳膠分子量降低,得率提高,符合自由基聚合反應的的粘度增大,并不是大分子間的鏈纏結使乳膠增般規(guī)律。.由表2可知,引發(fā)劑用量為單體質量稠,因此,剪切速度增大時,乳膠的粘度下降不大,的1.0%時,增稠能力最強,觸變指數(shù)最低,故實觸變指數(shù)小,而且OA含量越高,增稠能力越強.驗選用BPO的用量為單體質量的1.0%表2引發(fā)劑用量對共聚物得率,特性粘數(shù)及增稠能力的影響Tab. 2 Effect of initiator on yield, viscosity and thickening efficiency of copolymer0,0030,0050.0070.0100,012]/(mL·g-1)42.0335.03Viscosity/(mPa·s)7=340014200)m=8000(40600)7=11800(43400)7=18000(54400)7=9200(33400)72=29001760)72=6250(31500)72=950031500)72=14350(41950)72=7600(24500)n:0=2096(8060)30=4600(full mark) n0=7100(full mark )30=11080(full mark) 750=5600(16300730=1544(6450)n0=4840(full mark)n (AM)/n(OA)=99: 1.0:80 C: 4 h: in DMF..Mass ratio of initiator to total monomers100 g styrene acrylic ester emulsion added to 0. 25 g copolymer or 0. 33 g copolymer(data in parentheses)反應溫度對共聚物得率、特性粘數(shù)及共聚物單體質量的1.0%,n(AM)/n(OA)=(99.0~溶液對苯丙乳液的增稠能力的影響,見表3.99.25):(1.0~0.75),于75~80C聚合,所得的表3反應溫度對共聚物得率、特性粘數(shù)及共聚物具有最佳的增稠能力,最合適的觸變指數(shù)增稠能力的影響實驗結果表明,AMOA共聚物是一種性能優(yōu)異Iab,3 Effect of reaction temperature on vield, intrinsic的疏水締合型增稠劑,對改善苯丙乳膠的流變性viscosity and thickening power of copolymer具有實際意義CAM及PAM均溶于水,而OA在本反應條Yield/%99.12件下不發(fā)生自聚,因此,產(chǎn)物只可能是共聚物7/mL·g-1)38,293.9930.65Viscosity"/(mPa.s) 19300P(AM-OA)與PAM的混合物,從聚合物的溶解155001435010500性就可證明其是否為共聚物(見表4)110808750從表4可知,隨著OA投料量的加大,所得產(chǎn)2.241.981.91物的水溶性變差,按n(AM)/n(OA)=98.5/1.5n(AM)n(OA)=99:1.0; the amount of BPo:1.0%;投料時,產(chǎn)物只能溶脹,而以摩爾比95.0/5.0投imne:4h; solvent:DNHF;100 g styrene acrylic ester emulsion料時,產(chǎn)物不溶于水,說明在本實驗條件下所合成的產(chǎn)物是共聚物從表3可知,隨著反應溫度升高,共聚物得率采用凱達爾定氨法測定聚合物的氮含量,進提高,分子量降低,符合自由基聚合的一般規(guī)律中國煤化工量.從表4可知,所得共聚物的分子量大,增稠效果好.溫度升高,觸變CNMHGA投料比的加大聚合指數(shù)TI降低,說明OA空間阻力大,需要較高的物屮(N含重埞咼∫,OA的轉化率也相應提高,反應溫度.由表3可知,本實驗的反應溫度在說明OA傾向于共聚,這與由Q、e值計算出的75~80C為佳n1=2.45,r2=0.41<1相符合通過影耍搪聚反應各種條件的考察,可得從圖1可知,PAM的T為137.4C,高于出最佳反應條件,即以DMF為溶劑,BPO用量為206.4C聚合物就處于粘流狀態(tài),P(AMOA)在應用化學第18卷表4共聚物的溶解性與組成Tab. 4 The solubility and composition of copolymern(AM): n(OA)ofOA/%‖x(AM):n(OA)N/% x(OA)/%onversionof OA/%19.630.1099,50:0.50soluble 19. 53 0.2142,097.5:2.5swelling 18.04oluble19.3554.795.0:5.0insoluble 17.03 4.0799,0:1.0soluble 19.14 0.650,0:10,0insoluble 13.74 8.69200.1C粘流溫度之前存在2個內耗峰,在73.6ed. Vol 1. New York: Wiley-Interscience. 1989:和132.5C處,由此說明所合成的共聚物為以AM為主的嵌段共聚物,不存在PAM.2 McCormick C L, Nonaka T, Johnson C B. Poly-ner,l988,29:73l201,43 Chang Y, McCormick C L. Polym Prepr,1992,33(2):20213744 WU Cheng-Pei(吳承佩), ZHOU Cai-Hua(周彩443206.4華), LI Fang-Xing(粟方星). High Polymer E132.5periments(高分子化學實驗). Hefei(合肥):Anhu73.6Science and Technology Press(安徽科技出版社),105 LI Shu-Wen(李述文), FAN RU-Lin(范如霖)Handbook of Practical Organic Chemistry(實用有機化學手冊). Shanghai(上海): Science and tech圖1PAM與P(MA-OA)的動態(tài)力學熱分析譜nology Press(科學技術出版社),1989:539Fig 1 DMTA of PAM and P(AM-OA)6 YING Sheng-Kang(應圣康), YU Feng-Nian(余豐n(AM)/n(OA1. 0: temperature: 80 C:年). Principles of Copolymertion(共聚合原理)time: 4 h:DMF: BPO: 0.5%Beijing(北京): Chemical Industry Press(化學工業(yè)參考文獻出版社),1984:396Brandrup J, Immergut E H. Polymer Handbook1 Mark H F. Bikales N M, Overberger C G. Ency2nd ed. New York: Interscience Publishers, 1975:lopedia of Polymer Science and Engineering. 2ndI341Synthesis and Thickening Efficiency of Acrylamide-Octadecyl Acrylate CopolymerHUANG Xue-Hong", XU Guo-Qiang, XU Chen(Institute of Polymer Science, Fujian Normal University, Fuzhou 350007)Abstract The radical copolymerization of acrylamide(am) with octadecyl acrylate(oa) has beencarried out in dMf at 80 C using benzoyl中國煤化工 s were characterized byDMTA and Kjeidahl nitrogen determination. The effeHCNMHGition, amount of initiator,reaction temperature on the thickening efficiency of copolymer towards emulsion based on styreweight of poly (AM-co-OA) obtained was big enough for hydrophobic associative thickening age, arnebutyl acrylate-acrylic acid polymer have been investigated. The results showed that the moleculKeywords萬窮數(shù)掘nide, octadecyl acrylate, copolymerization, thickening efficiency