聚丙烯酰胺生成原理.doc

原理在紫外光照射下(暂不考虑链转移反应)，该体系引发机理主要是自由基加成，聚合步骤如下15:聚合反应式为: 聚合机理为(为自由基， A为链终止物质DMC或AM) :链引发： 链增长：HAM-DMC + nAM + nDMC H(AM-DMC)n+1 链终止：H(AM-DMC)n+1 + A H(AM-DMC)n+1DAC和AM的自由基聚合反应符合自由基连锁聚合反应的一般规律，由链引发、链增长和链终止等基元反应组成16。链引发反应是形成单体自由基活性种的反应。分为2步: 第1步，由多种方法产生带自由基的活性种，称为初级自由基。第2步，初级自由基与单体加成，形成单体自由基。其中第1步反应为决速步骤，但第2步反应是链引发的关键步骤，这是因为一些副反应可以使初级自由基不与单体反应，无法形成单体自由基，进而不能发生链增长，产生了阻聚效果。链增长反应是链引发阶段形成的单体自由基仍，具有活性，能打开第2个单体的双键，形成新的自由基，并且继续与其他单体结合生成单元数更多的链自由基。此步骤为放热大、增长速率极快的反应。链终止反应有偶合终止和歧化终止2种方式。偶合终止是由2 链自由基的独电子相互结合成共价键的终止反应，其结果是大分子的聚合度为2 个链自由基重复单元数之和; 而歧化终止是1个链自由基夺取另1个自由基的氢原子或其他原子的反应，其结果是聚合度与链自由基的单元数相同。通常情况下，AM聚合的终止反应为双基终止，既有偶合终止也有歧化终止，而歧化终止经常占较大的比例。方法 称取一定量的丙烯酰胺(AM)于反应容器中，加入蒸馏水至一定浓度。再加入一定量的助剂，通氮气除氧5min后加入光敏剂于反应容器中，将其放在紫外灯下一定距离，照射进行反应。聚合1-3h后，取出胶块，切割造粒，烘干，粉碎过筛，得聚合物试样。聚合物溶液粘度的测定2.6.1 测定原理高分子化合物在稀溶液中的粘度体现了液体在流动过程中的内摩擦。摩擦包括：溶剂分子与溶剂分子间的摩擦，这种摩擦表现出来的粘度为纯溶剂粘度，以o表示；高分子与高分子间的摩擦以及高分子与溶剂分子间的内摩擦，这三种摩擦的总和体现了溶液的粘度，以表示。在相同温度下，o因溶剂中加入高聚物而增加的粘度分数称为增比粘度，以sp表示： sp=(o)/o=/o1=r1。式中r为相对粘度，是溶液粘度对溶剂粘度的相对值。为消除高分子间的内摩擦效应，将浓度无限稀释，使高分子聚合物分子互相远离。这样高分子间的摩擦可忽略不计，此时溶液的粘度行为主要是反映高分子与溶剂分子间的内摩擦。这一浓度极限值为：limsp/c= (c0)，为特性粘度，sp/c称增比粘度，高分子化合物分子量越大，它和溶剂间摩擦越大，表现出的粘度也越大：sp/c=KM，该定律推广得半经验公式：= KMa。用粘度法测定，通过式= KMa计算聚合物分子量，称为粘均分子量。液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出时遵守公式：/=hgr4t/8lV-mV/8lt。对于某一指定的粘度计而言，上式可写为：/=At-B/t，式中B1，当流出时间t在两分钟内，B/t项可忽略；又因测定粘度是在极稀溶液中进行（c110-2g/ml），故溶液密度与溶剂密度近似相等，在该条件下可将相对粘度写成：r=/o=t/to；增比粘度：sp=/o-1= t/to-1；特性粘度： = 2(sp-lnr) /c （在30，1N NaNO3条件下），又因= KMa，目前我国粘度法测定聚丙烯酰胺的推荐公式为：=3.7310-4M0。66，由此可求出高聚物的平均分子量18。2.6.2 仪器非稀释型乌氏粘度计，恒温水浴，电动搅拌器，秒表等。2.6.3 测分子量所用待测溶液的配制用电子天平准确称取均匀待测样品0.05g，放在100毫升的烧杯中，加入50毫升去离子水，在室温下用玻璃棒搅拌使之溶解。然后移入100毫升容量瓶中，用2N NaNO3溶液稀释至刻度，摇匀待用。用干净、干燥的尼龙滤布过滤，将其放在恒温30的水浴锅中，预热10分钟，然后用乌氏粘度计测其分子量。此时得到聚合物浓度约为0.05g/100ml，溶剂为1N NaNO3待测溶液。2.6.4 粘度的测定预先在乌氏粘度计的B、C管上接好胶管，借助重锤将乌氏粘度计垂直固定在恒温水浴槽内，并使水槽的水面高过粘度计G球2厘米左右。 乌氏粘度计 （乌氏粘度计由A、B、C三管组成，、为管中储存液体的球体；a，b为刻度线）将30毫升配制好的待测溶液经粘度计管A加入粘度计内。控制水浴在30恒温下保温10分钟，紧闭管C的胶管，用洗耳球将测定液吸入G球一半体积处，停止抽取，然后开放C管，让测定液自由下落，待G球液面降至a时，按动秒表，液面降至b时，停止秒表，记下液面由a降至b所经时间，重复三次，每次误差不超过0.2s，取算术平均值即为待测试样经毛细管的秒数t 。 用30毫升1N NaNO3溶液代替上述待测试样加入粘度计中，重复上述步骤做粘度计对1N NaNO3溶剂在30时的空白秒数to20。2.6.5 分子量计算 （