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AM-DMDAAC共聚固色剂的聚合反应影响因素(二)

反应时间的影响

在反应温度60℃的条件下,考察反应时间对共聚物性能的影响。

当反应时间为6 h时,聚合物P(AM-DMDAAC)的各项性能均较好,这是因为在聚合反应的初始阶段,活性自由基较多,聚合反应速度较快,反应转化率也有明显的增长;当反应达到一定时间后,活性自由基越来越少,链增长速率也越来越小,聚合反应趋于平稳,聚合物的相对分子质量增加不大,聚合物的各项性能变化也不大。从经济角度看,延长反应时间,生产效率下降,生产成本提高。因此,本试验选择反应时间为6 h。

引发剂用量的影响

在反应温度为60℃,反应时间为6 h,引发剂和丙烯酰胺加料方式为连续滴加的条件下,考察引发剂用量对共聚物性能的影响。

当W(引发剂)=1%时,共聚物P(DMC-DMDAAC)的各项性能较好。主要原因是当引发剂用量较低时,反应体系中自由基数目较少,链增长速率较低,导致反应转化率较低和共聚产物的相对分子质量不高;随着引发剂用量的增大,引发自由基数目增多,链增长几率和速率都增大,共聚物分子质量也明显增大;但引发剂用量太多时,反应体系中自由基数目过多,反应速度加快,自由基之间的碰撞和链中止也加快,导致聚合物相对分子质量下降且分子质量分布变宽,聚合物性能下降。因此,本试验选择引发剂用量为l%。

引发剂和丙烯酰胺加料方式的影响

在ω(单体)=40% ,m(AM):m(DMDAAC)=1:5,反应温度60℃,反应时间6 h下,考察了丙烯酰胺和引发剂采用一次性加入和连续滴加两种投料方式对共聚物性能的影响。

采用丙烯酰胺水溶液和引发剂连续同时滴加时,共聚物P(AM—DMDAAC)的各项性能较好。这是因为二甲基二烯丙基氯化铵的活性较低,控制丙烯酰胺单体的加料量,使反应处于“饥饿”状态,此时瞬间单体转化率很高,即共聚单体丙烯酰胺在加入后立即与二甲基二烯丙基单体进行共聚。随着共聚单体丙烯酰胺的不断有限添加,从而得到组成比较均一的共聚物产品。若采用将丙烯酰胺和引发剂一次性投加,则产物大多为聚丙烯酰胺(PAM)的均聚物,共聚物很少,很多二甲基二烯丙基氯化铵由于活性较低而没有参与共聚反应,反应物的各项性能指标较差。因此,本试验选择引发剂和丙烯酰胺加料方式为连续滴加。

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