新一族疏水締合聚丙烯酰胺的合成及其水溶液的流變特性.pdf

1、本文以丙烯酰胺型陰離子表面活性單體2-丙烯酰胺基十四烷基磺酸鈉(NaAMC<,14>S)為共單體，與丙烯酰胺(AM)實施了水溶液均相共聚合，并使NaAMC<,14>S的濃度處于臨界膠束濃度以上，制備了具有微嵌段結構的共聚物NaAMC<,14>S/AM；用紅外光譜法對共聚物的結構進行了表征，使用烏氏粘度法測定了特性粘數(shù)，相對表征了共聚物的相對分子質量：采用熒光探針法與表觀粘度法重點研究了共聚物的流變特性。研究結果表明，NaAMC<,14>

2、S/AM是新一族疏水締合聚丙烯酰胺，不僅克服了膠束共聚合的諸多缺點，更重要的是由于其分子鏈中疏水嵌段較長，因此具有很強的疏水締合性，其水溶液的切力變稀行為具有明顯的可逆性，表現(xiàn)出強的抗剪切性能。本研究中特別發(fā)現(xiàn)到，共聚物NaAMC<,14>S/AM其鹽水溶液的表觀粘度遠高于純水溶液的表觀粘度，當共聚物濃度為0.3％(wt％)、CaCl<,2>濃度為2％(wt％)時，溶液的表觀粘度竟然提高了三個數(shù)量級，表現(xiàn)出獨特的正性鹽敏性(即遇鹽變稠)

3、。 通過分別改變AM與NaAMC<,14>S的投料比、改變外加電解質NaCl的加入量以及引發(fā)劑的用量，制備了分子鏈微結構系列變化的共聚物NaAMC<,14>S/AM；采用熒光探針法與表觀粘度法研究了共聚物分子鏈微結構與其疏水締合性能之間關系，較充分地探索了共聚物分子鏈中疏水微嵌段含量、疏水微嵌段長度及共聚物分子質量諸微結構因數(shù)對共聚物疏水締合性的影響。研究結果表明，共聚物NaAMC<,14>S/AM的疏水締合性隨著疏水微嵌段含量

4、的增加而增強，隨著疏水微嵌段長度的增長而增強，當疏水微嵌段含量和嵌段長度一定時，共聚物的疏水締合性隨分子量的增大而增強。 本研究還合成了陽離子型gemini表面活性劑二溴化-N,N’-六(甲基十二烷基)己二銨(C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>)，采用表觀粘度法和熒光探針法深入研究了共聚物NaAMC<,14>S/AM與gemini表面活性劑C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>的相互作用。研究結果表明，新一族

5、疏水締合聚丙烯酰胺NaAMC<,14>S/AM與gemini表面活性劑C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>之間具有強烈的疏水相互作用，表現(xiàn)在幾個方面：C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>的加入，使共聚物NaAMC<,14>S/AM在濃度小于其臨界締合濃度(cac)時即發(fā)生分子間的締合；C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>在低于其臨界膠束濃度時，就與共聚物NaAMC<,14>S/AM形成混合膠束；當共聚物濃度

6、的濃度為0.3wt％時，隨著C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>加入量的增多，共聚物水溶液的粘度會發(fā)生大幅度的提升，在最大值處粘度竟提高了3個數(shù)量級。研究中還發(fā)現(xiàn)，共聚物NaAMC<,14>S/AM與C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>之間的相互作用還與共聚物分子鏈中的疏水微嵌段含量有關，疏水微嵌段含量越多，NaAMC<,14>S/AM與C<,12>C<,6>C<,12>Br<,2>之間的相互作用越強，溶液粘度提升的