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杂质对DMDAAC聚合性能的影响研究现状

时间:2019-01-05 19:31来源:毕业论文
在DMDAAC单体的制备过程中,无论是采用哪种合成工艺,所得单体溶液,都不可避免地会产生或者混入部分杂质,由于不同应用性能和用途的DMDAAC聚合产物对应着不同相对分子质量的PDMD

在DMDAAC单体的制备过程中,无论是采用哪种合成工艺,所得单体溶液,都不可避免地会产生或者混入部分杂质,由于不同应用性能和用途的DMDAAC聚合产物对应着不同相对分子质量的PDMDAAC,这些存在于DMDAAC单体溶液中的杂质,在聚合反应中可能会起到缓聚或阻聚作用,最终导致所得聚合物的相对分子质量下降,反应速率减慢等,因而使其应用范围受到制约。
目前,已经有部分研究者对单体聚合反应过程杂质的影响产生关注。32264
BootIle JE(1970年)在DMDAAC聚合物特征黏度为0.6~1.7dL/g范围内,研究了当烯丙醇与二甲基烯丙基胺单独存在时,对DMDAAC单体聚合反应造成的影响,发现二甲基烯丙基胺与烯丙醇对于聚合造成的影响都非常大,属于活泼的链转移剂,其中烯丙醇表现出的阻聚作用相对更强,大约为二甲基烯丙基胺作用强度的8倍[15] (杂质含量与单体来源末说明)。这是关于二甲基烯丙基胺和烯丙醇这两种杂质的最早研究。论文网
Hunter WE(1979年)等人经过滤、水洗得到氯丙烯,然后使其与二甲胺反应,得到纯度相对较高的DMDAAC单体,经聚合后得到PDMDAAC的特征黏度为0. 3ldL/g,而用末经纯化氯丙烯制得的DMDAAC单体,聚合后得到PDMDAAC的特征黏度只有0. 05dL/g。该文献把制备单体的原料氯丙烯中可能含有的杂质作为目标进行对比研究,但并没有指出杂质的具体名称[16]。
Sigeru T(1981年)研究原料二甲胺中甲胺含量对于制得的DMDAAC单体聚合反应性能的影响。用甲胺含量为240mg/kg(相对于二甲胺水溶液的质量,以下同)的二甲胺水溶液合成得到的DMDAAC单体在过氧叔丁醇引发下,40℃聚合48h,得到PDMDAAC的特征黏度为2. 8 dL/g(以w(NaCl)=5%为溶液,30℃下测量),溶液黏度180cps(0. 5%wt的水溶液,20℃);而用甲胺含量为2000mg/kg的二甲胺水溶液在相同条件下制得的DMDAAC单体在相同条件下聚合,得到的PDMDAAC中有凝胶,黏度不可测[17]。该文献把制备单体的原料二甲胺中带入的甲胺作为研究目标,考察了其烯丙基化合物成为交联剂的情况。
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    权艳梅(1992年)等人[18]发现所合成的PDMDAAC粗产物为深黄色,未精制单体中含有一定量未完全反应的反应物、无机盐、不饱和醇及各类胺等杂质。将经精制的DMDAAC单体与末精制单体产物情况和聚合反应过程做对照后,得出结论:单体中除无机盐外,其它物质(未完全反应的反应物、不饱和醇及各类胺)均对单体聚合反应有不同程度的阻聚作用,单体溶液中杂质对PDMDAAC产物的相对分子质量有重要影响。但是,该篇文献没有指出杂质的具体种类,也没有进行具体的定量研究。
2006年,张跃军课题组通过使用改进的二步法合成DMDAAC单体工艺及精制方法[13],将DMDAAC单体中氯化钠含量降低到20mg/kg左右,其它杂质均低于杂质分析的最低检测限。采用氯化钠杂质仅含有29mg/kg的大批量精制DMDAAC单体溶液为原料,以30%阳离子度PDA合成为基准聚合反应体系,采用28%单体起始用量、0. 0085%引发剂加入量(引发剂质量占DMDAAC单体的质量分数计),所得产物特征黏度为10.1dL/g。张跃在该聚合反应体系下研究了氯化钠、叔胺、叔胺盐酸盐、二甲胺、二甲胺盐酸盐等杂质对阳离子单体共聚反应速率及共聚产物特征黏度的影响。研究结果发现,叔胺、二甲胺具有较强阻聚效果,叔胺含量和二甲胺含量分别300mg/kg和40mg/kg时单体基本不发生聚合反应;氯化钠、叔胺盐酸盐和二甲胺盐酸盐含量在1000mg/kg以下时,产物特征黏度降低变化不超过0.2dL/g。
2011年,张跃军课题组根据自由基聚合原理,针对聚合反应过程中最关键的链引发步骤,设计了通过比较各种杂质和单体分子与APS引发剂初级自由基反应生成自由基产物的活泼性顺序,考察杂质对单体聚合反应活性影响的方法。通过理论计算和模拟实验,得到结果表明:杂质对单体聚合反应活性影响明显,是决定产物相对分子质量大小的关键性因素之一。该研究结果不仅给出了单体中所含杂质对单体聚合反应活性的影响规律和机理解释,而且为使用高纯度单体制备高特征黏度值PDMDAAC产物和单体质量标准的制定奠定了基础[14]。 杂质对DMDAAC聚合性能的影响研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190105/28766.html
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