光聚合壳聚糖基絮凝剂及其絮凝性能

壳聚糖是一种天然碱性氨基多糖物质,其分子上分布着许多功能性的氨基和羟基,使其能成为潜在的高效絮凝剂。采用紫外光引发壳聚糖(CS)与丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)接枝共聚制备P(CS-AD)絮凝剂,探讨了单体浓度、壳聚糖百分比、阳离子度、光引发剂浓度、光照时间对P(CS-AD)的特性粘度的影响,确定了合成的优化条件:单体浓度为30%~40%、壳聚糖百分比为10%~20%、阳离子度为30%~40%、光引发剂浓度为0.3%~0.5%、光照时间为120min,优化后的制备的P(CS-AD)的特性粘度最高可达1 865mg/L。同时,采用红外光谱、扫描电镜(SEM)、差热热重分析(TG-DTA)对其进行表征。采用模拟硅藻土水样验证其絮凝性能,试验结果表明:P(CS-AD)的絮凝性能显著优于市售聚丙烯酰胺(PAM)。     

超声波引发合成阳离子聚丙烯酰胺及其表征

在超声波和VA-044引发体系下,丙烯酰胺(AM)单体和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)阳离子单体通过共聚合成阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC),该方法具有反应时间短、合成效率高等优点。研究了合成过程中的关键因素对P(AM-DAC)特性粘度的影响规律,并对其合成条件进行优化。实验结果表明:当AM∶DAC=3∶2、引发剂浓度为0.02%、超声20min、反应体系pH值为4时,合成的P(AM-DAC)特性粘度最大。红外光谱表征结果表明,P(AM-DAC)是AM与DAC的共聚物,具有-NH_2、C=O、-CH_2-N~+和-OH等活性基团。P(AM-DAC)在30~200℃范围内具有良好稳定性。     

紫外光引发聚合P(AM-MAPTAC)及其响应面优化制备

以丙烯酰胺(AM)与甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)为共聚单体,通过紫外光引发聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM-MAPTAC)。通过红外光谱(IR)与差热热重分析(TG/DSC)分别对P(AM-MAPTAC)进行结构表征与热稳定性分析,并采用响应曲面法得到优化制备条件:反应体系pH为4.75,引发剂v-044质量分数为0.07%,EDTA-2Na质量分数为0.20%,n(MATPAC)/n(AM)为0.33,光照时间为60min。在优化条件下制备P(AM-MAPTAC)絮凝剂,特性粘度可达14.72dL/g,通过污泥脱水实验可验证该特性粘度下的污泥脱水效果最好,滤饼含水率(FCMC)达70%,污泥比阻(SRF)达6.94×10~(12)m/kg,上清液剩余浊度达9.70NTU,污泥脱水效果优于市售常用絮凝剂。     

AM常温原位聚合固化盐渍土的力学性能研究

本文探讨了常温下丙烯酰胺单体(AM)、过氧还原体系引发剂(过硫酸铵-过硫酸氢钠)、交联剂(N-N亚甲基双丙烯酰胺)的用量对盐渍土土坯力学性能的影响,得出了丙烯酰胺常温原位聚合的最佳反应条件,从而达到加固改性盐渍土的目的。1在室温下,丙烯酰胺单体用量为盐渍土用量的3%,引发剂用量为丙烯酰胺用量的2%,引发剂体系过硫酸铵-过硫酸氢钠质量比为1∶1,交联剂用量为丙烯酰胺用量的1%,土坯养护28 d后,抗折强度达到5.2 MPa,抗压强度达到16.3 MPa。2和空白土坯试样的力学性能对比,AM常温原位聚合改性后的土坯试样的抗折强度和抗压强度是原来的4~5倍。     

响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能

以羧甲基壳聚糖(CMCTS)为主链模板、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,通过紫外光引发聚合法制备新型阳离子絮凝剂CMCTS-g-CPAM。采用响应曲面法(RSM)得到CMCTS-g-CPAM的最佳制备条件:光照时间为2h、光引发剂质量分数为0.04%、pH值为8。接枝共聚物CMCTS-g-CPAM的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(~1H-NMR)表征表明AM、DMC和CMCTS已成功聚合。污泥脱水实验验证其具有良好的污泥脱水性能:在絮凝剂投加量和pH值分别为30mg/L和10时,污泥比阻(SRF)由9.10×10~(13) m/kg降至1.96×10~(13) m/kg,滤饼含水率(FCMC)从90.15%降至79.28%,其污泥脱水效果和经济效益均优于市售CPAM。同时,此研究在污泥脱水中的应用为污泥脱水领域的絮凝处理和改性壳聚糖提供了一定参考。     

钻井液降滤失剂KJC的合成

降滤失剂作为重要的钻井液处理剂,其耐温耐盐能力直接影响水基钻井液的性能。从聚合物结构和官能团出发,选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚乙二醇(APEG)进行共聚得到钻井液降滤失剂KJC。以失水量为评价指标,通过单因素实验得到最佳合成条件为:m(APEG)∶m(AM)∶m(SSS)=1∶2∶1,单体质量分数20%,反应温度60℃,引发剂质量分数0.7%,反应时间5h。通过红外分析表明,合成产物结构与设计结构相符。性能评价表明,所合成的聚合物具有较好的抗温能力和抗钙能力。     

低敏感型混凝土黏度改性剂的合成及性能研究

基于分子结构设计原理,以丙烯酸、丙烯酰胺、HPEG为主要单体,通过常温水溶液聚合法合成能与聚羧酸减水剂复配的低敏感型混凝土黏度改性剂(UC-01),采用IR表征聚合产物的特征官能团,通过实验分析各工艺参数对产物性能的影响规律。结果表明,当酸醚质量比为5∶25、AM用量为单体总质量的30%、引发剂和链转移剂用量均为单体总质量的2%时,所合成的UC-01具有更好的增黏性能和较低的掺量敏感性。     

本体聚合法制备新型粉体早强型聚羧酸减水剂

采用本体聚合法,以实验室自制聚醚类大单体HD-5000、丙烯酸(AA)、N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)为聚合单体,巯基乙酸(TGA)为链转移剂,通过高温分解偶氮二异丁酸二甲酯(AIBME)提供自由基引发聚合反应,合成一种新型粉体早强聚羧酸减水剂PC-Z。通过正交和单因素试验研究了反应温度、引发剂投料方式、链转移剂用量以及引发剂用量对PC-Z性能的影响。结果表明,酸醚比为4,DMAA用量为聚醚类大单体质量的40%时,PC-Z具有最佳的分散性和早强性,PC-Z能明显提高水泥砂浆的早期强度,并且具有较好的水泥适应性。     

烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐类减水剂的合成与性能研究

采用水溶液自由基共聚方法合成了一系列烯丙基聚氧乙烯醚基马来酸酐类减水剂,考察了聚合工艺条件对聚羧酸减水剂分散性能的影响,采用GPC法测试了产物的分子量及大单体转化率.合适的反应条件为:n(APEG2400):n(MAn):n(AM)=1.0:4.0:1.5,引发剂用量3.5%(单体总摩尔百分数),聚合浓度60%,聚合温度65℃,丙烯酰胺溶液滴加时间8h.性能测试结果表明,合成减水剂具有良好的混凝土应用性能,减水剂掺量为0.18%时,混凝土初始坍落度为22.7 cm,1 h后仍能保持在22.1cm;掺量为0.3%时,减水率达33.5%,28 d抗压强度提高28.8%.本研究中马来酸酐占单体总质量的13.5%,由于其价格比(甲基)丙烯酸便宜,为聚羧酸系减水剂产品低成本化和清洁化生产提供依据.     

PP纤维接枝聚丙烯酰胺/海藻酸钙蛋白质印迹水凝胶的制备

以PP纤维为载体,牛血清白蛋白(BSA)为模板,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在海藻酸钠的存在下,采用紫外辐射引发,制备了PP纤维接枝BSA印迹聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶(PP-g-PAM/CA MIP)。研究了单体浓度、交联剂浓度和海藻酸钠浓度对BSA吸附量和印迹效率的影响,结果表明,单体质量分数为10%,交联剂质量分数为3%,海藻酸钠质量分数为0.5%时,PP接枝的印迹水凝胶对BSA有最大吸附量。