聚合物水凝胶的结构评价及HPAM溶液的流变学性质研究

论文摘要

本文利用长链高分子化学交联方法和自由基无规共聚合方法分别制备了聚乙烯醇水凝胶和聚丙烯酰胺水凝胶,系统地研究了凝胶分数、凝胶增长速率、临界凝胶点、凝胶溶胀度在不同条件下的变化规律以及聚合物(或总单体)浓度和内环化反应之间的关系。此外,本文还对部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)水溶液的流变学性质作了相对较全面的评价,主要考察了HPAM溶液的稳态剪切粘度随剪切速率的变化以及聚合物浓度、电解质盐对其粘度的影响;研究了第一法向应力差和聚合物浓度的关系,以及电解质盐、温度对第一法向应力差的影响;通过振荡剪切测量了HPAM的粘弹性线性粘弹性范围,研究了聚合物浓度对储能模量、损耗模量以及力学损耗随的影响以及复粘度和稳态剪切粘度之间的关系,并且对其现象和机理作了详细的解释。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 水溶性聚合物
• 1.1.1 聚乙烯醇
• 1.1.2 聚丙烯酰胺
• 1.2 水凝胶
• 1.2.1 水凝胶综述
• 1.2.1.1 水凝胶的定义
• 1.2.1.2 水凝胶的分类
• 1.2.1.3 水凝胶的制备
• 1.2.1.4 水凝胶的结构
• 1.2.1.5 水凝胶的表征
• 1.2.2 PVA 水凝胶
• 1.2.2.1 PVA 水凝胶的制备
• 1.2.2.2 PVA 水凝胶的应用
• 1.2.2.3 PVA 水凝胶成型机理研究进展
• 1.2.3 聚丙烯酰胺水凝胶
• 1.2.3.1 聚丙烯酰胺水凝胶的制备
• 1.2.3.2 聚丙烯酰胺水凝胶的应用
• 1.3 高分子反应统计理论
• 1.4 研究思路及实验设计
• 第二章 聚乙烯醇交联过程的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 药品和仪器
• 2.1.2 PVA 重均聚合度的测定
• 2.1.3 PVA 水凝胶的制备与表征
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 交联过程
• 2.2.2 临界凝胶点处的内环化反应
• 2.2.3 临界凝胶点后的内环化分数
• 2.2.4 凝胶增长速率
• 2.2.5 溶胀行为
• 2.3 小结
• 第三章 丙烯酰胺单体聚合交联过程的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 药品和仪器
• 3.1.2 聚丙烯酰胺水凝胶的制备与表征
• 3.1.3 链转移剂对临界凝胶点的影响实验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 理论分析
• 3.2.2 临界凝胶化配比
• 3.2.3 凝胶增长速率
• 3.2.4 溶胀行为
• 3.2.5 链转移效应
• 3.3 小结
• 第四章 聚丙烯酰胺水溶液的流变学研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 药品与仪器
• 4.1.2 试样的制备与测量
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 稳态剪切粘度
• 4.2.1.1 流动曲线
• 4.2.1.2 粘浓关系
• 4.2.1.3 盐效应
• 4.2.2 第一法向应力差
• 4.2.2.1 浓度效应
• 4.2.2.2 盐效应
• 4.2.2.3 温度效应
• 4.2.3 动态力学性能
• 4.2.3.1 应力扫描
• 4.2.3.2 模量
• 4.2.3.3 复粘度
• 4.3 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 学术成果
• 中文摘要
• 英文摘要
• 致谢