疏水改性阳离子聚丙烯酰胺P(DMBAC-AM)的研究

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阳离子聚丙烯酰胺是一种重要的有机高分子絮凝剂,而经疏水改性的阳离子聚丙烯酰胺由于疏水缔合架桥作用,增强了高分子与有机小分子之间的相互作用,提高了絮凝剂的相转变能力以及在絮凝中的“窗体”用量,具有更实际的应用价值。本论文对阳离子表面活性单体—甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBAC)在溶液中的聚集行为进行了研究,发现DMBAC在水溶液中具有一定的自缔合能力;通过微多相共聚合体系制备阳离子型疏水改性聚丙烯酰胺P(DMBAC-AM),并对其溶液性质和絮凝性能进行了研究。1.利用光聚合技术研究了阳离子表面活性单体DMBAC的均聚及其与丙烯酰胺(AM)共聚合反应的动力学行为,并测定了DMBAC与AM共聚合反应的单体竞聚率。研究结果显示DMBAC均聚合反应速率与引发剂浓度的0.29次方以及单体浓度的0.89次方成正比,均聚合反应的表观活化能约为13.74 kJ·mo1-1;DMBAC与AM共聚合反应速率与引发剂浓度的0.82次方以及单体总浓度的0.83次方成正比,共聚合反应的表观活化能约为10.97 kJ·mo1-1;同时测得DMBAC与AM共聚合反应的单体竞聚率为r1=0.27(AM)、r2=2.00(DMBAC),说明AM趋向于形成共聚物,而DMBAC更趋向于形成均聚物,因此大大增加了在聚合物链上形成DMBAC微嵌段结构的可能性。2.通过微多相共聚合体系,合成了一系列不同DMBAC含量和一系列不同分子量的阳离子型疏水改性聚丙烯酰胺P(DMBAC-AM),并研究了DMBAC含量和分子量对聚合物溶液性质的影响。研究结果表明共聚物P(DMBAC-AM)在水溶液中显示出强烈的增粘特性,在聚合物浓度高于其临界缔合浓度(CAC)时,由于分子间缔合形成交联网状结构,增大了聚合物的流体力学体积,从而引起溶液粘度迅速上升,且其临界缔合浓度随着DMBAC含量和分子量的增大而降低。3.通过对高岭土悬浮液的絮凝实验表明,在电荷补偿和疏水缔合架桥协同作用下,疏水改性阳离子聚丙烯酰胺P(DMC-AM)表现出良好的絮凝分离效果;对分散染料硫化兰吸附脱色实验表明,由于疏水体的引入,共聚物P(DMBAC-AM)较P(DMC-AM)具有更高的COD去除率。
摘要第4-6页
ABSTRACT第6-7页
第一章 文献综述第8-34页
    1 前言第8页
    2 絮凝剂研究现状第8-11页
    3 有机高分子絮凝剂的作用机理第11-14页
    4 聚丙烯酰胺类絮凝剂第14-18页
    5 疏水改性聚丙烯酰胺的合成方法第18-21页
    6 表面活性单体第21-28页
    参考文献第28-34页
第二章 课题的提出和设计第34-35页
第三章 水溶液中 DMBAC 聚集行为的研究第35-44页
    1 实验部分第36-38页
    2 结果与讨论第38-41页
        2.1 电导法测定DMBAC 的临界缔合浓度第38-39页
        2.2 表面张力法测定 DMBAC 的临界缔合浓度第39-40页
        2.3 荧光探针技术测定 DMBAC 的临界缔合浓度第40-41页
    3 小结第41-42页
    参考文献第42-44页
第四章 DMBAC 光聚合动力学研究第44-57页
    1 实验部分第44-46页
    2 结果与讨论第46-55页
        2.1 DMBAC 均聚合反应动力学研究第46-50页
        2.2 DMBAC 与AM 共聚合反应动力学研究第50-53页
        2.3 DMBAC 与AM 共聚合反应的单体竞聚率测定第53-55页
    3 小结第55-56页
    参考文献第56-57页
第五章 阳离子疏水改性聚丙烯酰胺P(DMBAC-AM)的溶液性质和絮凝性能研究第57-74页
    1 实验部分第58-60页
    2 结果与讨论第60-71页
        2.1 共聚物 P(DMBAC-AM)的制备第60-63页
        2.2 共聚物 P(DMBAC-AM)的溶液性质第63-67页
        2.3 共聚物 P(DMBAC-AM)絮凝性能研究第67-71页
    3 小结第71-72页
    参考文献第72-74页
结论第74-75页
发表文章目录第75-76页
致谢第76-78页
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