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有机溶剂对丙烯酰胺聚合有哪些影响?

作者:tyc1286太阳集团 日期:2022-09-19

      丙烯酰胺聚合通常是在水溶液中进行,若在其中加入一些其他物质,仔细*因此而引起聚合反应的一些变化,则可为进一步*AM聚合机理及体系的组成情况提供有力的证据。

      一些常用有机溶剂或试剂,如醇类、丙酮、二甲基亚砜(DMSO)及四氢呋喃等的加入,在某种程度上可引起AM聚合过程中各基元反应速率常数,聚合速率R及聚合度X的下降,甚至有些溶剂的加入可导致聚合物沉淀。AM在不同溶剂中的聚合速率依次如下2:

      水>乙酸>甲醇>二甲基甲酰胺≈二氧六环≈甲苯>乙腈

      二氧六环及四氢呋喃的加入量超过10%时,就会引起聚合物的沉淀。

      丙烯酰胺在水中的聚合热高于在有机溶剂中的聚合热,在水中为83kJ/mol,而在DMSO中约为59kJ/mol。这是由于:一方面是AM在水中以单分子形式存在,而在有机溶剂中以二聚体的形式存在,因而其起始状态在水中具有较高的能量;另一方面是形成的聚合物活性链在水中的溶解能力大于在DMSO中,*终导致AM在水中的聚合热较高。

      溶剂对AM聚合的影响,除了上述几个方面外,还有一个更主要的作用是可作为链转移剂。有关这方面的报道很多。甲醇和异丙醇是普遍公认的可以明显降低聚合物分子量的溶剂。虽然它的主要作用被归结为链转移剂,但与DMSO相似,其他方面的因素导致AM聚合反应的变化也是不可忽略的。醇类化合物的加入能使聚丙烯酰胺活性链在水介质中强水化层的面积减少而导致终止反应加速。若将乙二醇加入AM聚合体系中,可使AM单体与活性自由基间的氢键作用增强。而二氧六环、乙酸等的加入则因多分子聚集体的形成而使聚合反应速率常数及聚合度受到影响。

      总之,由于聚合介质的变化,而使体系一系列性质发生变化,如溶解性能、单体取向、增长链自由基尺寸、链转移、络合物的形成及反应活性中心的化学性质等,*终导致AM聚合过程各个阶段发生程度不同的变化。如在AM聚合过程中,某些酮类化合物、醇、乙二醇和葡萄糖酸盐的加入,可以改善聚合体系的溶解性能并降低其凝胶含量。


标签: 丙烯酰胺
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