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离子液体中丙烯酰胺类聚合物的合成

2020-11-29阅读(808)

离子液体中丙烯酰胺类聚合物的合成

论文摘要

本论文采用1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐（[bmim]BF4）离子液体作为聚合反应的反应介质,以丙烯酰胺（AM）、2-甲基-2-丙烯酰胺基-丙磺酸（AMPS）为亲水单体,以苯乙烯（ST）、N-辛基丙烯酰胺（N-8AM）为疏水单体,通过自由基聚合合成疏水缔合丙烯酰胺二元、三元共聚物。具体研究内容如下:对典型的烷基咪唑类离子液体的合成工艺进行研究和改进,在未经改装的家用微波炉中合成系列卤化1,3-二烷基咪唑和1-烷基-3-甲基咪唑氟硼酸盐离子液体。通过实验得出微波功率、加热时间、加热方式、反应物的物料比是影响产物收率的主要因素。在1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[bmim]BF4离子液体中,以AIBN为引发剂,合成AM/ST和AM/N-8AM二元共聚物。通过单因素实验考察各工艺参数对聚合的影响,确定了合成二元共聚的适宜工艺条件。对二元共聚物进行红外光谱和核磁共振氢谱、碳谱分析,证实所合成物质确为目标产物。在1-丁基-3-甲基咪唑氟硼酸盐[bmim]BF4离子液体中,以过氧化苯甲酰（BPO）与芳叔胺（DMA）组成的氧化还原引发体系为引发剂,合成兼具阴离子性与疏水缔合性丙烯酰胺三元共聚物AM/AMPS/ST和AM/AMPS/N-8AM。通过单因素实验和正交实验考察各工艺参数对合成的影响,得出各因素对共聚物特性黏数影响程度的大小顺序为:引发温度>总单体浓度>AMPS占总单体比例>疏水单体占总单体比例>引发剂占总单体浓度离子液体中合成的兼具阴离子性与疏水缔合性能的AM/AMPS/N-8AM与AM/AMPS/ST三元共聚物均有很好的耐温与抗剪切性能,三元共聚物AM/AMPS/N-8AM的性能优于AM/AMPS/ST。在45℃,AM/AMPS/N8-AM三元共聚物的浓度为1.2g/L时,聚合物水溶液的表观粘度高达220.1mPa·s;表观粘度随温度和剪切速率的增加下降较慢,当温度高达90℃时,表观粘度高达172.0mPa·s,粘度保持率在43.3%以上,当剪切速率达24.48s-1时,表观粘度高达212.3mPa·s,粘度保持率在43.5%以上。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 创新点摘要
  • 前言
  • 第一章 概述
  • 1.1 离子液体及离子液体中的聚合反应研究进展
  • 1.1.1 离子液体概述
  • 1.1.2 离子液体的合成
  • 1.1.3 离子液体在聚合领域的应用
  • 1.1.4 用于聚合反应的离子液体的回收
  • 1.1.5 展望
  • 1.2 疏水缔合丙烯酰胺类聚合物的研究进展
  • 1.2.1 聚丙烯酰胺驱油技术中存在的问题
  • 1.2.2 疏水缔合聚合物的国内外研究进展
  • 1.3 论文构思及主要研究内容
  • 第二章 微波辐射下离子液体的合成
  • 2.1 实验仪器及试剂
  • 2.2 微波辐射下咪唑离子液体的合成
  • 2.2.1 卤化1-烷基-3-甲基咪唑离子液体的合成
  • 2.2.2 卤化1-烷基-3-甲基咪唑离子液体分子质量的测定
  • 2.2.3 1-烷基-3-甲基咪唑氟硼酸盐离子液体的合成
  • 2.3 微波辐射下离子液体合成条件的探索
  • 2.3.1 卤化1-烷基-3-甲基咪唑离子液体合成影响因素研究
  • 2.3.2 系列烷基咪唑离子液体中间体合成条件的优化
  • 2.3.3 系列1,3-二烷基咪唑氟硼酸盐离子液体合成条件的探索
  • 2.4 离子液体的表征
  • 2.4.1 卤化1-烷基-3-甲基咪唑离子液体的表征
  • 2.4.2 1-烷基-3-甲基咪唑氟硼酸盐离子液体的表征
  • 2.5 小结
  • 第三章 离子液体中丙烯酰胺二元共聚物的合成
  • 3.1 实验仪器及试剂
  • 3.1.1 仪器
  • 3.1.2 试剂
  • 3.2 离子液体中聚合反应的操作
  • 3.2.1 离子液体中AM/ST 二元共聚的合成
  • 3.2.2 离子液体中AM/N-8AM 二元共聚的合成
  • 3.2.3 共聚物的表征
  • 3.3 实验结果与讨论
  • 3.3.1 反应条件对聚合反应的影响
  • 3.3.2 二元共聚物的表征
  • 3.4 小结
  • 第四章 离子液体中兼具阴离子性与疏水缔合性丙烯酰胺三元共聚物的合成
  • 4.1 实验仪器及试剂
  • 4.2 离子液体中三元共聚反应的操作
  • 4.3 反应条件对聚合反应的影响
  • 4.3.1 聚合条件对合成AM/AMPS/ST 三元共聚物的影响
  • 4.3.2 聚合条件对合成AM/AMPS/N-8AM 三元共聚物的影响
  • 4.4 共聚物的谱图分析
  • 4.4.1 三元共聚物AM/AMPS/ST 的谱图分析
  • 4.4.2 三元共聚物AM/AMPS/N-8AM 的表征
  • 4.5 小结
  • 第五章 三元共聚物溶液的流体力学性能及评价
  • 5.1 三元共聚物AM/AMPS/ST 流体力学性能
  • 5.1.1 共聚物浓度对溶液表观粘度的影响
  • 5.1.2 温度对聚合物水溶液表观粘度的影响
  • 5.1.3 剪切速率对共聚物水溶液表观粘度的影响
  • 5.2 AM/AMPS/N-8AM 三元共聚物的流体力学性能
  • 5.2.1 浓度对聚合物溶液表观粘度的影响
  • 5.2.2 温度对聚合物溶液表观粘度的影响
  • 5.2.3 剪切速率对聚合物溶液表观粘度的影响
  • 5.3 小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 发表文章目录
  • 致谢
  • 详细摘要

    • 相关论文文献

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