含离子液体表面活性剂水溶性聚合物合成及性能研究

论文摘要

合成了离子液体1-（2-甲基丙烯酰氧丙基）-3-癸基咪唑盐酸盐MAPD-Cl，结构表征，证明为目标产物。以氧化还原引发剂（（NH4）2S2O4-NaHSO3）和偶氮类引发剂（AIBA）组成的复合引发体系引发，合成了可聚合离子液体表面活性剂均聚物（PMAPD-Cl）。并对结构进行表征证明为目标产物。单因素考察和响应面分析法相结合，得到聚合反应的优化条件为：氧化还原引发剂质量分数为0.02%，单体质量分数为50%，反应温度39℃，AIBA质量分数为0.06%，反应时间10h。以丙烯酰胺（AM）、MAPD-Cl为原料，通过自由基聚合，采用氧化还原引发体系（NH4）2S2O4-NaHSO3引发聚合，合成了P（AM/MAPD-Cl）二元共聚物，通过红外光谱表征，证明为目标产物。单因素考察和响应面分析法相结合，得到聚合反应的优化条件为：单体总浓度25.41%，反应温度26℃，引发剂浓度0.03%，反应时间10h。P（AM/MAPD-Cl）阳离子质量分数为30%，投加量为2mg/L时，对硅藻土悬浮液有较好的絮凝效果。温度对P（AM/MAPD-Cl）硅藻土悬浮液的絮凝性影响不大。对于硅藻土悬浮液，P（AM/MAPD-Cl）的适宜pH为5-7。以AM、MAPD-Cl、NaAMPS为原料，通过自由基聚合，采用氧化还原引发剂（（NH4）2S2O4-NaHSO3）和偶氮类引发剂（AIBA）的复合引发体系引发聚合，合成了两性聚丙烯酰胺P（AM/NaAMPS/MAPD-Cl），通过红外光谱分析，证明为目标产物。单因素考察和响应面分析法相结合，得到聚合反应的优化条件为：MAPD-Cl的质量分数为7.72%、反应温度为32℃、m（AIBA）：m（（NH4）2S2O4-NaHSO3）为3.13：1、反应时间8h，单体总质量分数为25%。两性聚合物P（AM/NaAMPS/MAPD-Cl）具有明显的反聚电解质行为，聚合物的特性粘数随盐浓度的增加而增加。在阴离子相同的情况下，阳离子对两性聚合物P（AM/NaAMPS/MAPD-Cl）特性粘数影响顺序如下：Ca2+>Mg2+>Na+；在阳离子相同的情况下，阴离子对两性聚合物P（AM/NaAMPS/MAPD-Cl）特性粘数影响顺序如下：CO32->SO32->SO42->Br->Cl-。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 离子液体
• 1.1.1 离子液体的合成
• 1.1.2 离子液体的应用
• 1.1.3 离子液体表面活性剂的研究进展
• 1.1.4 可聚合型离子液体的研究进展
• 1.2 阳离子聚丙烯酰胺
• 1.2.1 阳离子聚丙烯酰胺的聚合工艺
• 1.2.2 阳离子聚丙烯酰胺的应用范围
• 1.2.3 阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝机理
• 1.2.4 影响阳离子絮凝剂的作用效果的因素
• 1.3 两性聚丙烯酰胺
• 1.3.1 两性聚丙烯酰胺的合成路线
• 1.3.2 两性聚丙烯酰胺在油田中的应用
• 1.4 论文构思及主要研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 主要试剂与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 N-癸基咪唑的合成
• 2.2.2 甲基丙烯酸（3-氯）丙酯的合成
• 2.2.3 1-（2-甲基丙烯酰氧丙基）-3-癸基咪唑盐酸盐的合成
• 2.2.4 1-（2-甲基丙烯酰氧丙基）-3-癸基咪唑盐酸盐均聚物的合成
• 2.2.5 阳离子聚丙烯酰胺的合成
• 2.2.6 两性聚丙烯酰胺的合成
• 2.3 测试与表征
• 2.3.1 红外光谱
• 2.3.2 核磁共振
• 2.3.3 粘度及其粘均分子量的测定
• 2.3.4 絮凝性的测定
• 2.4 1-（2-甲基丙烯酰氧丙基）-3-癸基咪唑盐酸盐离子液体表面活性剂
• 2.4.1 1-（2-甲基丙烯酰氧丙基）-3-癸基咪唑盐酸盐的表征分析
• 2.4.2 1-（2-甲基丙烯酰氧丙基）-3-癸基咪唑盐酸盐的表面性能
• 第三章 水溶液中自由基聚合制备 PMAPD-Cl
• 3.1 PMAPD-Cl 的结构表征
• 3.2 实验条件对聚合反应的影响
• 3.2.1 反应时间
• 3.2.2 单体质量分数
• 3.2.3 反应温度
• 3.2.4 引发剂 AIBA 质量分数
• 3.2.5 氧化还原引发剂质量分数
• 3.2.6 响应面分析法优化实验条件
• 3.3 小结
• 第四章 阳离子聚丙烯酰胺 P（AM/MAPD-Cl）的合成及絮凝性
• 4.1 P（AM/MAPD-Cl）的结构表征
• 4.2 反应条件对聚合反应的影响
• 4.2.1 反应时间
• 4.2.2 反应温度
• 4.2.3 单体总质量分数
• 4.2.4 引发剂质量分数
• 4.2.5 响应面分析法优化实验条件
• 4.3 阳离子聚丙烯酰胺 P（AM/MAPD-Cl）的絮凝性能
• 4.3.1 投加量对不同阳离子度的 P（AM/MAPD-Cl）的絮凝性的影响
• 4.3.2 温度对 P（AM/MAPD-Cl）的絮凝性的影响
• 4.3.3 pH 对 P（AM/MAPD-Cl）的絮凝性的影响
• 4.4 小结
• 第五章 两性聚丙烯酰胺的合成及性质
• 5.1 两性聚丙烯酰胺 P（AM/NaAMPS/MAPD-Cl）的结构表征
• 5.2 反应条件对聚合反应的影响
• 5.2.1 反应时间
• 5.2.2 反应温度
• 5.2.3 单体总质量分数
• 5.2.4 MAPD-Cl 的质量分数
• 5.2.5 m（AIBA）:m（（NH4）2S2O4-NaHSO3）
• 5.2.6 响应面分析法优化实验条件
• 5.3 两性离子聚合物 P（AM/NaAMPS/MAPD-Cl）盐溶液的性质
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要