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丙烯酰胺在离子液体1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐中的分散聚合研究

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目录

摘要

前言

1 文献综述

1.1 聚丙烯酰胺简介

1.1.1 聚丙烯酰胺的定义及结构特点

1.1.2 聚丙烯酰胺的分类

1.1.3 PAM的合成方法

1.1.4 聚丙烯酰胺的应用

1.2 分散聚合体系综述

1.2.1 分散聚合的定义及特点

1.2.2 丙烯酰胺的分散聚合成核机理

1.2.3 分散聚合的发展现状

1.2.4 丙烯酰胺的分散聚合研究进展

1.2.5 PAM分散聚合体系的组成

1.3 离子液体简介

1.3.1 离子液体的定义和分类

1.3.2 离子液体的特点

1.3.3 离子液体的结构及性质

1.3.4 离子液体的发展历史

1.3.5 离子液体的合成方法

1.3.6 离子液体在聚合反应中的应用

1.4 论文的研究意义和主要内容

1.4.1 论文的研究意义

1.4.2 论文的主要研究内容

2 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的制备

2.1 实验部分

2.1.1 原料与试剂

2.1.2 实验仪器

2.1.3 1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐离子液体的制备

2.1.4 离子液体的表征

2.2 结果与讨论

2.2.1 原料摩尔配比对[bmim]Br收率的影响

2.2.2 反应温度对[bmim]Br收率的影响

2.2.3 反应时间对[bmim]Br收率的影响

2.2.4 离子交换温度对[bmim]BF4收率的影响

2.2.5 离子交换时间对[bmim]BF4收率的影响

2.2.6 离子液体的红外光谱分析

2.3 本章小结

3 离子液体中丙烯酰胺的分散聚合研究

3.1 实验部分

3.1.1 原料与试剂

3.1.2 实验仪器

3.1.3 实验方法

3.1.4 聚丙烯酰胺的表征

3.2 结果与讨论

3.2.1 反应时间对聚合体系的影响

3.2.2 反应温度对聚合体系的影响

3.2.3 单体浓度对聚合体系的影响

3.2.4 引发剂用量对聚合物的影响

3.2.5 最佳工艺条件的确定

3.2.6 聚合物红外光谱分析

3.3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

声明

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摘要

在综合相关文献的基础上,本论文将离子液体作为反应介质引入到聚丙烯酰胺的分散体系中,对高分子量聚丙烯酰胺的制备进行了深入研究。
  1、以N-甲基咪唑和1-溴代正丁烷为原料,两步合成法制备了[bmim]BF4离子液体。考察了反应时间、反应温度和原料配比对中间体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([bmim]Br)收率的影响;继而考察了离子交换时间和离子交换温度对目标产物1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([bmim]BF4)产率的影响。研究结果表明:合成中间体[bmim]Br的最佳条件为:反应温度65℃,反应时间16h,N-甲基咪唑与1-溴代正丁烷的摩尔比为1∶1.1,产品收率可达94.6%;由中间体[bmim]Br合成离子液体的最佳条件为:反应温度65℃,反应时间24h。并借助于FT-IR确证了产物的结构。
  2、以丙烯酰胺(AM)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,聚乙二醇(PEG2000)为分散剂,在离子液体中采用分散聚合技术制得了稳定的聚丙烯酰胺分散体系。系统考察了单体浓度、引发剂用量、聚合温度、聚合时间等因素对单体转化率、聚丙烯酰胺相对分子质量等的影响。并通过正交试验确定了分散聚合的最佳工艺条件:聚合时间为10h,反应温度为70℃,单体浓度为1.6mol/L,引发剂用量为2%。
  3、借助FTIR谱确证了聚合物的结构,利用旋转粘度计和激光粒度分布仪测试了聚合物的粒径分布和体系的表观粘度,采用粘度法测定了聚丙烯酰胺的粘均分子量。结果表明,丙烯酰胺可以在[bmim]BF4离子液体中进行分散聚合,得到的聚丙烯酰胺粒子分布比较均匀,分子量可高达1.05×107g/mol,且水溶性良好。

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