三甲基烯丙基氯化铵—丙烯酰胺共聚物的合成与结构表征.pdfVIP

VoL 11 高分子材料科学与工程 No．1 1995年1月 POLYMERICMATERIALS SCIENCEANDENG1NEER3NG Jan．1995 ＼ 王正辉一 胡星琪 (西南石 磊 化学 7 ) 摘 要 ／、报道了三甲基烽丙基氯化铵(1M)的制奋及其与丙烽酰慷的共聚。对1M的合成条件进行了探 讨，对引发体．袅、谩度．单体配比对共聚反应的影响进行了研究，并用IR、NMR、差热分析覆化学分 析方法对其结构进行7表征· L 关键诃 阳离子单悻，三里萎锰匝萎錾± }厦壁酷砖 j塑·阳离子聚合物．阳离子度 l老 阳离子聚合物已在纺织、印染、造纸、环保[ 等行业中得到广泛的应用。在石油勘探开发 中，它主要被作为粘土抑制剂、污水处理剂、酸液缓蚀剂、粘土稳定剂 等加以开发，其中若干 品种已付诸现场应用和工业化生产。寻求广泛的原料来源，合成新型的阳离子聚合物，探索其 结构与性能的关系t已成为该领域迫在眉睫的任务。本文以石油工程eYr~的粘土抑制剂和水处 理剂为背景材料，对三甲基烯丙基氯化铵的单体合成及其与丙烯酰胺的共聚作了研究，并以 1R、NMR、差热分折及化学分折 al~1_qr--段对其结构进行了表征。 1实验部分 1．1 原料 氯丙烯、三甲胺水溶液、丙烯酰胺、苯醌及铬酸钾为化学纯试剂。过硫酸钾、异丙醇、硝酸 银、硝酸为分析纯试剂。 1．2 TM的箭备硬(rM-．O4)的合成 1．2．1 TM的制奋：将氯丙烯与三甲胺以1 t 1(摩尔比)投入反应器中，在温度为0～20℃下 反应4～6 h，反应定量地进行，转化率可达到99．8 。 1．2．2 P(TM_AM)的合成：将一定配比的TM与AM分别溶解于蒸馏水中．调整pH为2～3， 以KPS／异丙醇为引发体系，在40℃下反应8～10 h，降温后，以无水乙醇沉淀再用其浸洗两 +奉丈是国家自然科学基金资助嘎且 收穑刚觊：1993--10--12 **本院应用化专业9I届硬士生 第l期 王正辉等：三甲基烯内基氯化钰一l内烯酰胺共襞{匀的台成与结构表征 次，然后在真空烘箱中于室温下干燥24 h后备用 据单体的配比不同，其转化率及产物的 子量、阳离子度均发生规律性的变化。反应勿需氮气保护。 1．3 TM与P(TM—AM)的表征 1．3．1 1R光谱：TM用涂膜法制样，P(TM—AM )用KBr压片制样，以岛津m一440型红外光谱仪 作红外谱图。 1．3．2 NMR：以D20为溶剂，TMS作内标，在18℃下以Varlan公司生产的SL-60—15型核磁 共振波谱仪作NMR氢谱谱图。以Varian公司生产的FT-80A型核磁共振波谱仪作NMR碳谱 谱图。 1．3．3 差热分析；以TM—AM聚合物样品粉末用CDR-1热分折仪作差热分析，升温速率为l0 ℃／mjn，纸速为600 mm／h。 1．3．4 阳离于度(cD)的测定：本文所用的阳离子单体或聚合物中都有与N0平衡的氯离子， 可用硝酸银溶液进行沉淀滴定以求取阳离子度，滴定终点以铬酸钾溶液指示 。由于聚合物溶 液粘度较高，而大分子有时又不太伸展，使平衡氯离子部分被包埋，为提高终点观察的准确度， 可在接近终点时加入指示剂。阳离子度可用下式计算： CD一^ ／[Ⅳ +( 一VM1)／ 2] (1) 其中，Ⅳ为硝酸银的摩尔浓度， 为硝酸银溶被的庠积LL)，m为聚合物质量(g)． 为阳离子 单体的分子量，Ⅳ 为丙烯酰胺的分f量。 2 结果与讨论 2．1 单体的结构表征 2．1．1 红外光谱 阳离子单体(TM)的结构式为 —cH—cH — (cH s),C1