徐青林[1]2001年在《改性聚丙烯酰胺的制备、应用及相关机理的研究》文中研究说明回收废纸纤维及非木材纤维存在着纤维短、强度差、难滤水、杂质含量高等缺点，很难适应当今高速纸机的抄造，而且从节约资源、减少浆耗、减少排水处理负荷的角度出发，必须力争提高浆中微细组分的留着。根据我国造纸工业和相关造纸助剂研究的发展现状及存在的问题，本文采用新的改性方法制备出一种新型结构的两性聚丙烯酰胺，使其同时具有增强和助留助滤作用，并优化其应用条件；从理论上探讨了聚丙烯酰胺的改性机理及改性产品的增强、助留助滤机理；通过中试生产与应用，摸索出较好的工厂生产和应用的工艺条件，以期为实际生产、应用提供理论依据。 本文第一部分研究了非离子性聚丙烯酰胺的合成。以氧化还原体系作为引发剂，用水溶液聚合法合成一系列不同分子量的非离子性聚丙烯酰胺，分别研究了引发剂用量、反应温度、反应物浓度、反应时间等因素对聚合物分子量的影响，优选出最佳合成工艺。 本文第二部分研究了非离子性聚丙烯酰胺的改性，用以制备两性聚丙烯酰胺。分别研究了改性温度、各药品的纯度、用量及其之间的比例、反应时间等因素对非离子性聚丙烯酰胺改性反应的影响，通过测试改性产品的增强、助留助滤性能来确定最佳改性工艺。 本文第叁部分研究了非离子性聚丙烯酰胺改性可能发生的反应机理，并根据这些理论提出了制备改性聚丙烯酰胺所需阳离子化试剂的选择原则。研究发现聚丙烯酰胺改性反应机理是，当聚丙烯酰胺发生霍夫曼反应时，中间生成的异氰酸酯(R—N=C=O)与阳离子化试剂发生类似交联的作用，从而带上季铵基团。因此，用于改性PAM的阳离子化试剂应具备的条件是，分子中应有反应性官能团羟基和使产品能够适宜各种抄纸pH条件的季铵基团。 本文第四部分研究了改性聚丙烯酰胺的增强、助留助滤作用。结果表明，其对各种废纸浆及非木材纸浆均具有良好的增强、助留助滤效果，不仅能与硫酸铝复配使用，更适合中性抄纸的要求。将其与常用的各种增强剂作对比，结果发现，与商品两性PAM具有相同的助留效果，但增强效果有良好的优势。与商品两性及阳离子淀粉比较，改性PAM在提高纸张强度方面有很好的效果，尤其是在提高纸张耐折度方面显现出明显优势。 本文第五部分研究了改性聚丙烯酰胺的增强、助留助滤作用机理。研究发现，实验所制得的改性聚丙烯酰胺是一种低分子量、较高电荷密度的两性聚丙烯酰胺。它主要靠本身的阴、阳电荷，以“补丁机理”起到助留作用；改性聚丙烯酰胺对纸张纤维本身强度影响较小，但能增加纤维间的结合面积和结 天津轻工业学院硕士学位论文合强度，这主要是因为它增加了纤维间氢键结合的数量，并增强原有氢键结合，也可能山于其分子中含有一定数量的伯胺基团，这些基团的存在有可能与浆料中的路基或醛基发生反应，形成离子键或共价键，从而提高纸张强度。 本文第六部分按实验室的合成路线，进行了中试研究。测定了中试产品的增强、助留助滤性能，并与实验室产品及国内外两性淀粉增强剂进行了对比。研究表明，其助滤性能相差不大。通过抄纸对纸张性能的影响，可以发现，无论是实验室产品还是中试产品，其助留效果都优于两性淀粉，也正因为如此，其增强效果可能略微比进口的两性淀粉产品差一些，但不明显，而与国内两性淀粉比较，中试产品增强、助留助滤性能都体现出明显的优势。
熊玉宝[2]2008年在《聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺的制备及应用》文中研究指明絮凝剂是重要的水处理材料,是絮凝法水处理技术的关键和基础。研究高效低耗、安全无害的有机絮凝剂一直是絮凝科学领域的研究热点之一。聚丙烯酰胺是目前聚丙烯酰胺系列絮凝剂中应用最广泛的一种絮凝剂,但存在着分子量较低,絮凝效果较差等缺点。对聚丙烯酰胺进行改性或在高分子链上引入带正电荷的阳离子侧基是提高聚丙烯酰胺絮凝效果的有效途径之一。本文以丙烯酰胺为原料,研究了聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺及改性聚丙烯酰胺的制备、絮凝性能、絮凝作用机理等,并比较了叁者的絮凝效果,为研究和应用絮凝剂作了有益的探索和努力。本文首先研究了聚丙烯酰胺的制备及絮凝性能,得出合成聚丙烯酰胺的最佳工艺条件为:温度80℃,弱酸性条件下,聚合体系总体积为30ml,以K2S2O8- Na2SO3组成的复合氧化还原引发体系用量15ml,用量比为2∶1,丙烯酰胺(AM)用量为5g左右。采用该工艺制得的聚丙烯酰胺处理高岭土浊液、亚甲基蓝溶液及工业印染废水效果较好,其浊度及色度去除率分别为73.05%、8.23%、39.24%。第二,本文研究了AM-DMDAAC阳离子聚丙烯酰胺的制备及絮凝性能,得出其最佳合成工艺条件为:温度80℃,pH=10,在3gAM,1.5gDMDAAC体系中加入15ml水,以K2S2O8-Na2SO3组成的氧化还原体系作为引发剂,用量12ml,V(K2S2O8):V(Na2SO3)=3:2。采用该阳离子聚丙烯酰胺处理高岭土浊液、亚甲基蓝溶液及工业印染废水效果相对于聚丙烯酰胺来说更好,其浊度及色度去除率分别为:84.16%、21.08%、57.91%。第叁,本文研究了改性聚丙烯酰胺的制备及絮凝性能,得出投药量在10ml时,pH值在6左右,温度为20℃～30℃,搅拌时间60s,搅拌速度在60～80r/min左右,静置时间在20min以上,除浊率最高达88.37%,能得到很好的处理效果,且比较经济。并将此工艺用于洗煤废水的处理,除浊率可达84.08%。最后,本文还对絮凝剂的絮凝机理进行了分析论述,总的试验结果表明,这一系列絮凝剂各有其优点,并拥有较好的实用价值和应用前景。
张晓松[3]2016年在《疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺的合成及应用》文中认为随着我国工业化和农业化的快速发展,导致环境问题越来越严重。为了可持续发展,合理有效地处理污水显得尤为重要。絮凝剂在污水处理方面应用很广泛,是絮凝法处理污水技术的主要体现。其中疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)单体与具有疏水官能团和阳离子官能团的单体分子发生聚合反应形成的高分子聚合物,相比传统絮凝剂,由于其具有特殊的物理化学性质,使其在处理石油、生活污水和工业废水中更有优势。国内外研究者对疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺的研究都比较重视。本文以阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基叁甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰胺(AM)和疏水性单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)为反应单体,使用过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系为引发剂,添加表面活性剂十六烷基叁甲基溴化铵,在水相中聚合成疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺P(AM-DMC-BMA)。通过单因素实验考察了引发剂用量、疏水单体的投加量、反应温度、单体的总投加量和表面活性剂投加量对反应产物分子量和阳离子度的影响情况,然后通过正交实验,从而确定P(AM-DMC-BMA)的最佳合成工艺条件。通过红外光谱分析,对聚合物的结构进行表征。另取反应得到的聚合物来处理高岭土模拟废水,并用聚丙烯酰胺做对照,观察絮凝情况。考察了pH、絮凝时间、阳离子度、投加量和絮凝剂相对分子质量对其絮凝效果的影响。实验结果表明:在单因素实验中,引发剂用量对聚合反应影响较大,当其为0.6ml时聚合效果最好;随着疏水单体和反应温度的增加,反应产物的分子量和阳离子度都会先增大后减小,当疏水单体投加量为3g,反应温度为45℃时,二者均达到最大值;当单体总量达到18g,表面活性剂投加量为1.5g时,聚合反应效果最好。在正交实验中,当引发剂的投加量为0.6mL、疏水单体BMA投加量为3%、反应温度为45℃、单体总的投加量为20%和表面活性剂投加量为3g时反应产物的分子量达到最大。红外光谱分析结果表明,聚合物P(AM-DMC-BMA)中含有叁个单体中的特殊官能团,是由叁者聚合而成的。在絮凝实验中,实验合成的P(AM-DMC-BMA)总体絮凝效果要明显高于PAM,对聚合物P(AM-DMC-BMA)絮凝效果而言,在中性环境下絮凝效果最好,随着絮凝时间的增加絮凝效果越来越好,并且增大投加量可以增大絮凝效果,而当叁元聚合物的阳离子度为1.0mmol/g时絮凝效果最好,随着絮凝剂的分子量的增加,絮凝效果先变好后变差。另外用自制聚合物对叁种不同模拟废水处理后的情况表明:絮凝剂对高岭土的絮凝效果最好,其次是PVSK阴离子型模拟废水,对AgI阳离子型模拟废水的絮凝效果最差。
刘学贵[4]2010年在《新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料的研究》文中研究表明膨润土是当今应用范围较广和经济价值较高的粘土矿物之一。改性膨润土材料是以膨润土作为原料,利用膨润土矿物的层间结构特点及其吸水膨胀、低渗透性能,通过改性剂改善膨润土微观结构和颗粒表面性能,提高了改性膨润土作为功能材料的实际使用效能。目前,改性膨润土在环境污染净化、修复与控制等方面显示出广阔的应用前景和实用价值。本文以吉林省刘房子天然钠基膨润土为原料,选用聚丙烯酰胺作为改性剂,采用水溶液聚合法,对膨润土进行插层改性,合成了聚丙烯酰胺改性膨润土材料。即首先利用单体丙烯酰胺插层聚合改性膨润土,制备了聚丙烯酰胺改性膨润土材料,通过简单、正交实验优化了改性膨润土材料的制备条件,对其吸水膨胀、耐热、抗盐性能进行了测试,运用分析仪器表征手段对其形成机理和结构进行了探讨和分析。然后在此研究基础上,针对填埋场防渗材料的研究现状,首次利用改性聚丙烯酰胺直接插层聚合改性膨润土,制备了一种新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料,重点是合成了改性聚丙烯酰胺,对聚丙烯酰胺改性过程中的工艺条件进行了讨论,并考察了改性聚丙烯酰胺加入量对改性膨润土防渗材料结构的影响。最后,采用新型聚丙烯酰胺改性膨润土作为防渗材料,以沈阳大辛生活垃圾填埋场渗滤液为处理对象,在静态吸附条件下,探讨了改性膨润土防渗材料对渗滤液中COD的吸附机理；通过动态实验,研究了改性膨润土防渗材料去除垃圾渗滤液中主要污染物的有效性和控制垃圾渗滤液渗透的可行性。主要研究内容及结果如下：1、以天然膨润土为原料,采用水溶液聚合法,通过单体丙烯酰胺对膨润土进行插层聚合改性,制备了聚丙烯酰胺改性膨润土材料。(1)简单实验结果表明,交联剂用量、引发剂用量、溶解水用量、膨润土用量等都会影响改性土材料的吸水膨胀效果。由正交实验结果得出改性土样品最优制备条件为：交联剂用量(mC/mM确)为2.16×10,引发体系用量(mI/mM)为0.08,溶解水量(mW/mM)为2.3,膨润土用量(mB/mM)为1.2,各因素对改性膨润土吸水膨胀的影响依次是引发剂量>膨润土用量>溶解水用量>交联剂用量。(2)在实验条件下,改性膨润土材料样品的吸水倍率(g/g)可达到35.98,比膨润土原土增加近1个数量级;改性膨润土材料样品在一定浓度的NaCl、CaCl2、FeCl3水溶液中吸水倍率(g/g)为7.491～12.22,比原土吸水倍率(g/g)3.595还大,并且不同类型、浓度的盐溶液中的吸液倍率差别不大；改性膨润土材料在20-80℃,1 h内进行吸水膨胀性能测试,吸水倍率数值的变化不大；说明聚丙烯酰胺改性膨润土具有较好的吸水膨胀、耐盐和热稳定性能。(3)聚丙烯酰胺改性膨润土形成机理探讨。聚丙烯酰胺的聚合机理为自由基反应。当交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺存在时,会发生交联反应,使聚合物具有适度的交联密度,同时与膨润土相互作用,形成聚丙烯酰胺改性膨润土材料。(4)聚丙烯酰胺改性膨润土结构分析。X射线衍射(XRD)表征结果说明,由于有反应性单体插入到膨润土的层间聚合后,使得层间距变大的较为明显。但是改性膨润土材料除了001晶面层间距较钠基膨润土有所增大外,其他衍射峰的位置几乎不变,这表明膨润土的基本结构不变；红外(FT-IR)表征结果显示,聚丙烯酰胺改性膨润土同时具有聚丙烯酰胺和膨润土的特征峰,说明聚丙烯酰胺存在于膨润土层间。扫描电镜(SEM)及电子显微表征结果说明,改性膨润土材料中膨润土与聚丙烯酰胺相容性较好,改性膨润土材料存在叁维交联的网状结构。初步分析改性膨润土结构如下：一部分丙烯酰胺(AM)嵌入到膨润土层间,通过范德华力和氢键结合到膨润土层间,在发生交联聚合后,膨润土主要担负改性膨润土材料的骨架支撑作用；一部分的丙烯酰胺(AM)则通过与膨润土表面交换阳离子形成氢键结合；最后部分丙烯酰胺在膨润土粒子间生成“自由”聚合物网络,通过聚合物链将膨润土连接、粘结在一起。2.在单体丙烯酰胺插层聚合改性膨润土的研究基础之上,以天然膨润土为原料,采用水溶液聚合法,在室温条件下,首次通过改性聚丙烯酰胺对膨润土进行直接插层改性,制备了一种新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料。重点对改性聚丙烯酰胺的合成方法、条件进行了研究,结合表征结果讨论了不同改性聚丙烯酰胺加入量对改性膨润土材料结构的影响,并对改性膨润土材料的基本性能进行了测试,主要研究结果如下：(1)改性聚丙烯酰胺的合成分两步实现,即首先以丙烯酰胺为单体,以过硫酸铵为引发剂,甲酸钠为链转移剂合成(相对)低分子量的聚丙烯酰胺；然后用甲醛在碱性条件下对低分子量的聚丙烯酰胺羟甲基化,使羟甲基化聚丙烯酰胺和丙烯酰胺在碱性条件下进行缩合反应得到改性聚丙烯酰胺。①通过改变合成体系引发剂、链转移剂的浓度和反应时间,考察其对聚丙烯酰胺分子量的影响程度。实验结果说明,引发剂浓度的变化对聚丙烯酰胺分子量影响效果较为直接,而链转移剂、反应时间的改变对其影响不是十分明显。合成低分子量聚丙烯酰胺的适宜条件为：引发剂浓度为2.5×10-2 mol/L,转移剂浓度为8.0×10-2 mol/L,反应时间3h,所合成低分子量聚丙烯酰胺溶液粘度适中,有利于后续低分子量聚丙烯酰胺的改性操作。②低分子量聚丙烯酰胺与甲醛的羟甲基化反应的适宜条件是n(PAM):n(F) =1:1～1:0.5,反应时间为2 h,反应温度为45℃,pH=9-10。羟甲基化聚丙烯酰胺与单体丙烯酰胺的脱水缩合反应的适宜条件是：反应温度为55℃,n(AM):n(F)=1:1,反应时间为3 h,pH=10.当n(PAM):n(F):n(AM)=1:0.6:0.6时,羟甲基化率为99%。丙烯酰胺的转化率为95%。③在室温下,以N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过氧化还原引发体系引发改性聚丙烯酰胺迅速交联,与膨润土作用制备新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料。交联发生在改性聚丙烯酰胺的侧链,主链结构相对稳定,由于酰胺基团的转化发生在侧链,由伯酰胺转化为仲酰胺,活性降低,抗水解能力得到增强。当n(PAM):n(F):n(AM)=1:0.6:0.6时,室温交联聚丙烯酰胺的交联度为67%,可满足改性膨润土材料的实际使用要求,保证改性聚丙烯酰胺交联后可以对膨润土进行有效地粘结；改性聚丙烯酰胺室温交联产物、改性膨润土防渗材料的吸水倍率分别为3.584、3.621g/g,与实验所使用的膨润土吸水倍率3.595 g/g较为接近,保证了新型改性土防渗材料吸水膨胀后整体的稳定性能,避免了开裂现象的产生。(2)通过仪器分析手段对改性膨润土材料的结构进行了表征。比表面积、粒度分布表征结果说明,2#(即聚丙烯酰胺加入量为30%)改性膨润土比表面积较原土增大,粒径分布较好；XRD表征结果说明,聚丙烯酰胺插层使膨润土的层间距变化不大,对膨润土的其它部分的结构及形貌等未产生影响,d001峰的比较尖锐,说明聚丙烯酰胺在膨润土中分散性较好；SEM表征显示改性膨润土表面的不规整程度明显增加；IR、TG分析结果说明膨润土层间存在聚丙烯酰胺,聚丙烯酰胺插层使膨润土层间的结构水消失。(3)由改性膨润土浸泡实验结果可知：半限制状态下,改性膨润土在自来水中浸泡1d后,其体积膨胀率就达到182%,然后曲线总体呈上升趋势。但随后体积膨胀率的增长速度变缓,最高为190%；改性膨润土防渗材料经过22 d浸泡,仍保持整体膨胀无离析、无碎块的出现,具有一定的耐久性、稳定性。3.采用新型聚丙烯酰胺改性膨润土作为防渗材料,选用沈阳大辛填埋场的垃圾渗透液为处理对象,利用静态吸附实验对新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料吸附渗滤液的吸附机理进行了探讨。结果表明,改性膨润土对有机污染物的吸附性能效果明显好于膨润土原土,对含高浓度有机物的垃圾渗滤液的COD最大去除率可达30.73%；由等温吸附曲线可知,改性膨润土吸附过程可用Freundlich模型进行适宜地描述,等温吸附曲线方程为y=O.4211x-1.3787, R2=0.9921;改性膨润土在静态吸附条件下,对COD的吸附去除作用以物理吸附为主。在动态实验下,抗渗性能测试结果表明,改性膨润土防渗性能较好,渗透系数可以达到1.04×10-7 cm/s满足固体废物填埋场的防渗材料国家标准1.0×10-7 cm/s的使用要求。在动态实验过程中,改性膨润土对COD、氨氮、重金属离子去除效果较好,吸附作用较强,COD、氨氮最大去除率分别达到81%、91%, TFe、Zn2+和TCr的最大去除率分别达到71%,58%,73%。实验结果验证了新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料具有优良的抗渗、截污性能。
艾克热木.牙生[5]2017年在《基于不同相互作用的形状记忆水凝胶的设计和性能表征》文中提出目前智能材料的研究是一个热门学科,形状记忆材料便是智能材料中的一种。形状记忆材料能够在某一种或多种刺激环境(如pH、光照、氧化还原、电、磁场、温度)中,外力作用下固定住某一临时形状,当再受到刺激时能够恢复到原来的永久形状。形状记忆材料从最初的Ti-Ni为主体的形状记忆金属到各种塑料和橡胶类的形状记忆聚合物,再到新兴的形状记忆水凝胶的形状记忆材料发展。从形状记忆材料的发展趋势可以看出形状记忆水凝胶综合了形状记忆聚合物和智能水凝胶的各种优点,创造了新的研究领域,挖掘出了在分子元器件、微型机器人、生物医学等高新技术领域中巨大的应用潜力。但目前对于形状记忆智能水凝胶的研究大部分还集中在通过疏水作用形成的热响应性形状记忆水凝胶,因此开发研究新型的热响应型形状记忆水凝胶、其它响应型形状记忆水凝胶以及多种响应型水凝胶,以及拓展形状记忆水凝胶的应用领域,成为未来的发展趋势。另外,目前主要的形状记忆水凝胶都是通过化学交联固定水凝胶骨架,利用物理交联来赋予水凝胶形状记忆的功能。因为有化学交联的存在,水凝胶不能重复利用,对材料来说很浪费。因此,综合以上分析,本论文结合金属离子与一些基团之间的配位交联作用、疏水链段之间的疏水作用以及主客体相互作用,制备了几种新型的形状记忆水凝胶体系并进行机理和性能研究。具体研究内容如下:(1)利用丙烯酰胺(AM)、异丙烯膦酸(IPPA)和大分子交联剂聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)合成了一种新型的水凝胶。该水凝胶中的磷酸根可以与叁价铁离子(Fe~(3+))配位交联,通过氧化还原反应使叁价铁离子还原为二价铁离子(Fe2+),从而破坏磷酸根与叁价铁离子之间的交联作用。另外,通过加入络合剂EDTA·2Na,用更强的络合作用与磷酸根抢夺叁价铁离子,从而也使磷酸根和叁价铁离子之间的交联破坏。通过两种方式都可控制交联和解交联,从而使水凝胶具有两种刺激响应性形状记忆。我们利用流变仪对水凝胶的性能进行研究,对形状记忆的原理和影响因素进行了分析。(2)利用可聚合阳离子表面活性剂甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代十六烷(C16DMAEMA)、丙烯酰胺(AM)为单体进行胶束聚合,以甲叉双丙烯酰胺(MBA)为化学交联剂,与α-环糊精混合制备疏水改性聚丙烯酰胺水凝胶。其中利用主客体相互作用,将环糊精引入到疏水链段上,形成疏水链穿插多个环糊精的聚轮烷拓扑结构。XRD、固态~(13)C-NMR、DSC等表征手段证明引入到疏水基团上的环糊精之间的氢键相互作用形成结晶区,并通过结晶区的熔融和结晶形成可使水凝胶实现热响应形状记忆功能。(3)利用丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和疏水单体丙烯酸十八烷酯(C18)共聚合成了一种没有化学交联剂,而是通过疏水缔合作用物理交联的聚合物水凝胶,并通过加入叁价铁离子利用与水凝胶中羧基之间的配位络合作用形成第二种物理交联。该水凝胶体系中由于同时存在疏水相互作用和能与叁价铁离子配位络合的相互作用,属于由两种物理交联构成的水凝胶。利用疏水作用固定水凝胶的形状,凝胶中的丙烯酸基团与叁价铁离子交联,通过还原和络合作用解交联,从而实现水凝胶的形状记忆功能,赋予水凝胶多重响应形状记忆特性。同时,由于水凝胶中不存在化学交联键,大大丰富了水凝胶的种类和应用。
刘国峰[6]2015年在《改性聚丙烯酰胺材料的制备及应用》文中研究说明本文通过在聚丙烯酰胺上修饰一定的酸性或者碱性基团来制备改性的聚丙烯酰胺材料。分别制备了常规两性聚合物,将其作为分离媒介搭建了固定化pH梯度毛细管开管柱,并将其应用于标准蛋白质、多肽、人血清的等电聚焦。此外,还将其做成改性冰胶应用于酯交换反应催化叁油酸甘油酯合成油酸甲酯。具体包括以下四个部分：1.改性聚丙烯酰胺作分离媒介的固定化pH梯度毛细管开管柱的制备与表征本章节研究了由丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、丙烯酸、烯丙基胺混合,并以过硫酸铵、亚硫酸氢钠作为引发剂,通过调节丙烯酸和烯丙基胺单体的量来配制具有不同pH值的一系列溶液,并将其分别灌注到不同的毛细管柱内,在45℃水浴条件下共聚制得由两性载体电解质作为分离媒介的固定化pH梯度毛细管开管柱,通过红外光谱(IR)、扫描镜(SEM)、酸碱滴定、热重分析(TGA)等常规表征手段对所制备的两性聚合物进了行一系列表征。并探讨了制备理想两性聚合物的最佳条件。2.固定化pH梯度毛细管开管柱等电聚焦在多肽和人血清蛋白分离中的应用利用上述所制备的改性聚丙烯酰胺修饰的柱子构建的固定化pH梯度毛细管开管柱。首先,通过固定化pH梯度毛细管等电聚焦电泳对标准多肽进行了分离分析,并对毛细管开管柱的性能进行评价；其次,将其应用于标准蛋白质的等电聚焦分离分析；最后,将其应用于复杂的人血清生物样品的分离分析,并采用质谱手段对分离结果做了更进一步的检验和确认。我们通过实验研究得出了毛细管等电聚焦电泳分析的最佳条件,选择最佳吸收波长为280m,选择的分离电压为-9 kV,选择的缓冲体系为：pH为7.00的20 mmol/L的醋酸铵。聚焦时间15min,并在此条件下,利用固定化pH梯度等电聚焦毛细管电泳分别测定了多肽、标准蛋白质、人血清样品,得出了相应的色谱图,表明我们所搭建的固定化pH梯度毛细管开管柱对两性生物样品具有良好的分离性能。3.改性聚丙烯酰胺冰胶材料的制备及表征本章节研究了由丙烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺作为聚合基体,分别以丙烯酸和烯丙基胺作为改性剂,引发剂过硫酸铵、亚硫酸氢钠为和45℃水浴加热3min,最后将预聚合物溶液在-20℃的条件下冷冻聚合,通过使水冷冻结冰形成无数小冰晶的结构来对聚合单体进行压缩,使其在一个狭小的空间内进行聚合反应,反应24h后得到改性的冰胶,再将其进行解冻烘干排除小冰晶,最后得到疏松多孔的改性叁种冰胶材料。我们分别制备了由丙烯酸改性的酸性冰胶A,经丙烯酸和烯丙基胺共同改性的两性冰胶B,还有烯丙基胺改性的碱性冰胶C,分别将其作为酯交换反应的催化剂。叁种冰胶材料均呈现出白色固体疏松多孔状的形貌和结构特征。探究了实验中制备改性冰胶的最佳反应条件。最后我们通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、酸碱滴定、热重(TGA)、物理气体吸附(ASAP)、压汞法(MP)等一系列常规表征手段对所制备的改性聚丙烯酰胺冰胶进材料行了全面表征。4.改性聚丙烯酰胺冰胶材料催化合成油酸甲酯我们将制备的冰胶应用于叁油酸甘油酯的的催化酯交换反应。分别通过酸性、两性、碱性叁种不同改性的冰胶对叁油酸甘油酯催化来合成油酸甲酯和采用高效液相色谱法对催化产物进行分析得到相应条件下的色谱图。实验结果表明,每种冰胶对叁油酸甘油酯均有一定的催化作用。在本文的酯交换反应中,叁种冰胶A、B、C催化剂对油酸甲酯的最高产率分别为：14.82%,21.37%,74.28%。由于这些材料的具有疏松大孔结构,可调节的亲水性和憎水性,以及多种催化基团的选择和组合等诸多特性,所以,我们仍有很大的余地去提升和改进冰胶材料的催化性能。我们也研究了实验条件对催化效果的影响,得出了最佳反应条件：最佳催化时间12小时,甲醇与油的摩尔比为9：1,催化剂的用量5.0%(质量分数),反应温度55℃。此外,冰胶与传统液体酸或者液体碱催化剂相比,它可以可以减少对设备的腐蚀,容易与反应物分离,降低酸性或者碱性废液对环境的污染。基于上冰胶材料的诸多优点,我们推测它仍可以应用于其它油品的酯交换反应,并推测它将会在生物柴油生产领域具有非常广阔的应用前景。
何俊璋[7]2018年在《聚丙烯酰胺凝胶改性及高性能防火玻璃制备》文中提出防火玻璃因具备普通玻璃无法达到的防火隔热性能以及透明、美观的材料特性,被大量地应用于建筑防火。由于生产工艺老旧,目前复合防火玻璃存在阻燃隔热性能有待提高、保水性能需要加强、气泡问题难以解决、耐候性差等问题。为解决这些问题,本文以丙烯酰胺为主要原料,通过共聚改性、共混改性、引入高价金属离子改性的方法制备凝胶,实验研究了改性凝胶的热稳定性、吸水保水性能和弹性,同时还研究了以改性凝胶制备的复合防火玻璃的热性能、气泡和体积收缩等问题。研究表明:以水性有机硅A和XF复合阻燃剂共混改性制备的聚丙烯酰胺凝胶具有细密紧致的无网孔微观结构和突出的抗热变能力。该改性凝胶在受火后形成具有一定力学强度的碳化层,呈现出致密规则的表面形貌和烧结陶瓷化现象,能够有效阻隔热量的进一步传递。以此改性凝胶制备的防火玻璃具有优异的隔热性能,在20℃/min升温速率下,10mm厚凝胶夹层的防火玻璃有效隔热时间为52min。以丙烯酸共聚改性制备的聚丙烯酰胺凝胶具有更好的吸水保水能力,实验发现丙烯酸中和度和丙烯酸用量均影响凝胶的吸水保水性能。在实验设定条件下,丙烯酸中和度为70%,m_(丙烯酸):m_(丙烯酰胺)=3:1时改性凝胶吸水率达到最大值287g/g。以引入Al~(3+)离子改性制备的聚丙烯酰胺凝胶弹性模量增大,加入4%明矾的凝胶弹性模量可达5.76×10~4 Pa,相对改性前弹性提升77%。为了使本研究课题在生产应用领域更有参考意义,实验还研究了影响聚丙烯酰胺凝胶结构与性能的影响因素,以及讨论了复合防火玻璃制备过程中工艺条件对防火玻璃性能的影响,并提出了相应的解决方法。最终,实验制备出一种防火隔热性更强、气泡更少、保水性更好、综合性能更加优异的防火玻璃。
项林峰[8]2007年在《赤泥沉降用高效聚丙烯酰胺系列絮凝剂的制备与性能研究》文中进行了进一步梳理论文以提高中州铝厂赤泥沉降分离效果为主要目标(要求沉速快、上清液澄清度高、底流液固比小)，采用新型高效“低温-高温”复合引发体系，通过控温及绝热聚合工艺分别合成得到相对分子质量较高的非离子聚丙烯酰胺絮凝剂。在此基础上，通过“后加碱水解”及共聚阳离子改性，获得了絮凝性能优异、适用范围广的阴离子及阳离子改性聚丙烯酰胺产品。各聚合过程及改性工艺的优化条件如下：对于控温聚合法合成非离子聚丙烯酰胺，单体浓度为30％，反应温度为30℃，K_2S_2O_8、NaHSO_3、V50、尿素、EDTA-2Na用量分别为0.025‰、0.025‰、0.1‰、40‰、0.5‰；对于绝热聚合法合成非离子聚丙烯酰胺，单体浓度为30％，起始反应温度为7.5℃，K_2S_2O_8、NaHSO_3、V50、尿素、EDTA-2Na用量分别为0.025‰、0.025‰、0.1‰、5‰、0.5‰；将非离子聚丙烯酰胺进行水解改性时，水解温度为80℃，水解时间为4h，理论水解度为20％～30％；对于阳离子改性聚丙烯酰胺的合成，阳离子度为5％，单体浓度为30％，反应温度为30℃，K_2S_2O_8、NaHSO_3、V50、尿素、EDTA-2Na用量分别为0.05‰、0.05‰、0.025‰、40‰、0.5‰。将合成产品用于赤泥沉降时发现，非离子及阳离子型聚丙烯酰胺絮凝效果不佳，而阴离子聚丙烯酰胺效果优异，并且当其相对分子质量为1.1×10~7、水解度为15％左右时，絮凝性能尤其优异、效果稳定、适用范围广，达到或超过国内现有产品水平，满足氧化铝生产中赤泥沉降用高效絮凝剂的要求。
陈秋[9]2014年在《改性聚丙烯酰胺类絮凝剂的合成及应用研究》文中研究指明随着城市化和工业化的快速发展，污泥产量的迅猛增加，提高污泥处理能力，保护水资源迫在眉睫。絮凝是一种通过聚集分散颗粒而使污水达到净化的方法，目前已经广泛地应用于采矿业、造纸厂、污水厂及油田等的水处理中。近年来，具有良好絮凝效果的高分子絮凝剂由于其独特的絮凝分子结构（长链、电荷密度、接枝等）得到快速发展和应用。研究发现，当高分子絮凝剂应用于污泥脱水处理时，其絮凝脱水作用大大降低了处理后污泥滤饼含水率。因此，絮凝剂的结构和性质是影响絮凝效果的关键因素。众所周知，污泥胶体粒子表面带有负电荷，因此表面带有高密度正电荷的阳离子型絮凝剂备受关注。本论文首先以过硫酸钾为引发剂，反相乳液聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。通过正交实验探讨了引发剂浓度、交联剂量、油水比、乳化剂用量等因素对聚合效果的影响，确定最佳合成工艺路线。其次，壳聚糖是甲壳素脱乙酰基衍生物，由于其无毒、且具有良好生物降解性及相容性，已经广泛应用于污水处理。但是,壳聚糖在碱性和中性溶液中溶解性极差，且较大的空间位阻和较小的分子量也限制了其应用。接枝改性是一种方便有效地提高壳聚糖絮凝效果的方法。本文以硫酸铈为引发剂，溶液聚合法合成新型壳聚糖接枝高分子絮凝剂(chitosan-g-PAM-AA)。通过正交实验探讨了最佳的合成反应条件，并在最佳反应条件下与阳离子剂（二甲基二烯丙基氯化铵）进行阳离子改性，合成阳离子接枝共聚絮凝剂(C-chitosan-g-PAM-AA)。最后，将无机絮凝剂硫酸铝和有机高分子絮凝剂反应制备化学复合絮凝剂。并且对以上几种絮凝剂进行红外、X射线衍射和扫描电镜表征。将上述几种絮凝剂应用于市政污泥的处理，考察了絮凝剂的投料量、接枝率、阳离子度、污泥的酸碱度、温度等对絮凝脱水效果的影响。利用滤饼含水率和污泥比阻评价了几种絮凝剂的絮凝脱水效果。结果表明，弱酸性条件及温度升高有利于絮凝剂的絮凝作用，因此夏天进行污泥处理效果更好。化学复合絮凝剂的污泥脱水效果优于其余几种絮凝剂，污泥含水率由95%降至滤饼含水率为62.80%。总之，本文合成了四种改性聚丙烯酰胺絮凝剂，并用于污泥脱水中，取得良好的污泥脱水效果。因此，本课题是一个有广阔发展前景的研究课题。
张鹏[10]2010年在《疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的制备及性能研究》文中研究表明在世界能源日趋紧张的情况下,石油的合理开发利用已引起人们的极大重视,提高采收率已成为石油开采研究的重大课题,聚合物驱油技术在叁次采油提高石油采收率的诸方法中占重要地位,疏水缔合聚合物一直是国内外叁次采油用耐盐、耐温聚合物研制开发的热点。随着淡水资源的日益匮乏以及人们对环境保护的日益重视,污水处理越来越受到人们广泛关注,阳离子聚丙烯酰胺作为一种有效的高分子絮凝剂,在水处理等领域得到很好应用。疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺是在聚丙烯酰胺亲水性大分子链上引入少量疏水基团而制成的一类水溶性聚合物,在疏水基团和阳离子基团的共同作用下其絮凝和污泥脱水性能增强,在污水处理领域具有广泛的应用前景。制备疏水缔合聚丙烯酰胺常用的胶束聚合法具有后处理过程复杂,所制备产品相对分子质量较低等缺点,本研究所使用的疏水单体2-乙烯基吡啶(2-VP)在本聚合体系中具有一定的水溶性,故采用水溶液聚合方法。本论文采用偶氮引发剂HYAM-01和过硫酸钾组成的复合引发体系为引发剂,以丙烯酰氧乙基叁甲基氯化铵(DAC)为阳离子单体,2-VP为疏水单体同丙烯酰胺(AM)共聚合成了疏水缔合阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC-2VP)。采用红外光谱和核磁共振光谱对其结构进行了表征。研究了单体总质量分数、引发剂用量、引发温度和pH等工艺条件对P(AM-DAC-2VP)特性粘数的影响,得到特性粘数较高的共聚物的聚合反应条件为：单体总质量分数为35%,引发剂用量为0.07%,引发温度为30℃,pH为5.0,尿素添加量为5.0%。在一定范围内,随着疏水单体2-VP和阳离子单体DAC质量分数的增加,P(AM-DAC-2VP)的特性粘数增大。考察了共聚物浓度、NaCl浓度、温度及剪切速率等因素对P(AM-DAC-2VP)溶液性能的影响。实验结果表明：当P(AM-DAC-2VP)溶液浓度大于临界缔合浓度时,溶液表观粘度随着共聚物浓度的升高而急剧增大；当超过此浓度时,P(AM-DAC-2VP)表现出良好的耐盐性、耐温性和剪切稀释性。P(AM-DAC-2VP)的絮凝实验结果表明该产品比同条件下制备的阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)具有更好的絮凝效果。在一定范围内,随着疏水单体质量分数的增加,絮凝能力增强；在疏水单体质量分数固定的条件下,当阳离子质量分数为30.0%时,絮凝能力最强；当污泥pH=5.0时,P(AM-DAC-2VP)的絮凝性能最佳。在本实验范围内,当疏水单体质量分数为1.0%,阳离子单体质量分数为30.0%,污泥pH=5.0,共聚物加入量为25 mg／L时,活性污泥上层清液的透光率最大,为92.1%。疏水单体的引入降低了污泥比阻,提高了共聚物的污泥脱水性能,与同条件下制备的P(AM-DAC)相比,P(AM-DAC-2VP)投加量小,污泥脱水性能强。
参考文献：
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[3]. 疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺的合成及应用[D]. 张晓松. 长安大学. 2016
[4]. 新型聚丙烯酰胺改性膨润土防渗材料的研究[D]. 刘学贵. 东北大学. 2010
[5]. 基于不同相互作用的形状记忆水凝胶的设计和性能表征[D]. 艾克热木.牙生. 中国科学技术大学. 2017
[6]. 改性聚丙烯酰胺材料的制备及应用[D]. 刘国峰. 扬州大学. 2015
[7]. 聚丙烯酰胺凝胶改性及高性能防火玻璃制备[D]. 何俊璋. 西南科技大学. 2018
[8]. 赤泥沉降用高效聚丙烯酰胺系列絮凝剂的制备与性能研究[D]. 项林峰. 中南大学. 2007
[9]. 改性聚丙烯酰胺类絮凝剂的合成及应用研究[D]. 陈秋. 吉林大学. 2014
[10]. 疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的制备及性能研究[D]. 张鹏. 山东大学. 2010
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