13章水溶性聚合物.pptVIP

13．2．1.2阴离子型聚丙烯酰胺阴离子含量低者由丙烯酰胺水溶液聚合时加入适量氢氧化钠、碳酸钠等碱性物质进行部分水解而得。阴离子含量高时可由丙烯酰胺与适量丙烯酸进行共聚。还可由腈纶(聚丙烯腈)废丝进行水解而得。聚磺酸及其盐含有磺酸或磺酸盐基团的单体，经自由基聚合得到相应的聚磺酸或其盐，在水中可全部离解为离子。工业上重要的有以下几种:聚乙烯磺酸及其盐聚苯乙烯磺酸及其盐13．2．4阳离子型水溶性聚合物线型结构的阳离子型聚电解质可溶于水，又称为阳离子型水溶性聚合物。根据带正电荷的基团种类区分为三大类:其中以铵盐类最为重要、工业应用最为广泛。工业已开发的铵类阳离子聚合物种类甚多，按照氮原子基因的结构分为:伯胺、仲胺、叔胺与季铵四种类型。含季铵基团的聚合物为强阳离子聚合物。3．2．5两性水溶性聚合物两性水溶性聚合物大分子中既含有阳离子基团又含有阴离子基团。可分为三种类型:聚内铵盐——阳离子基团与阴离子基团存在于同一悬挂基团上，聚两性电解质——阳离子基团与阴离子基团存在于同一主链；聚合盐或聚合物络合物，由阳离子聚合物与阴离子聚合物络合而成。其结构形式与举例见表13—3。*13章水溶性聚合物13.1概述13.2重要的水溶性聚合物13．1概述绝大多数聚合物以及聚合物制成的材料不溶于水，多数情况厂要求具有耐水性。水溶性聚合物要求可溶于水。水溶性聚合物的用途：絮凝剂、增稠剂、织物整理剂、纸张处理剂、油水分离剂、消泡剂、土壤改良剂、缓冲剂、石油钻探用剂。具有水溶性聚合物的特征：1、主链含有亲水性优良的短链醚键或仲胺键形成无定形者。如聚氧乙烯。2.主链为C—C键，但沿主链分布众多的亲水基团。如-SO3H，-COOH，-CONH2，-OH，-OCH3，-NH2，-N+CH3水溶性聚合物的分类按来源分:按离子及电荷分:交联的聚合物不溶于水,在水中溶胀,按吸水率分13．1．1水溶性聚合物分子结构与溶液性能13.1．1分子结构水溶性聚合物可以是均聚物或共聚物，共聚物可为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物以及接枝共聚物。其大分子可为线型、具有长支链线型以及树枝状的多支链。当大分子结构中含有以下基团时可能具有水溶性，但溶解程度刚取决于这些基团的数目、位置，以及其出现频率等因素，即可表现为完全溶解、部分溶解或仅溶胀:阳离子聚合物与阴离子聚合物相互作用生成的盐称作聚合盐或聚电解质络合物。如果正、负电荷相等则为中性盐,否则根据过剩的电荷表现为阳离子或阴离子性质。水溶性聚合物溶解于水后形成的结构不同,其溶液行为差别亦甚大。右图为水溶性高聚物在水溶液中形成的分子形态.聚电解质溶于水后,由于其离子基团产生解离作用,特别是以盐的形式形成的聚电解质,其水溶液容易解离为带许多电荷的高分子离子和相应的小分子离子,如聚丙烯酸钠:解离后的高分子离子由于带相同电荷,在相同电荷的排斥作用下大分子链更为舒展,所以聚电解质水溶液的粘度随着浓度的降低而提高。高于临界浓度后,粘度行为与非聚电解质相似。水溶性聚合物的流变性13．1．2水溶性聚合物的合成方法13．1．2．1反应机理1.经自由基聚合机理合成水溶性聚合物①含有不饱和键的乙烯基非离子型、阳离子型、阴离子型单体都可经自由基引发剂引发聚合，合成相应的非离子型、阳离子型以及阴离子型水溶性聚合物。②含有双烯丙基的单体可经自由基引发剂引发，经环合聚合合成相应的离子型水溶性聚合物，例如2.经离子聚合或配位聚合处理合成水溶性聚合物环氧单体可经阴离子、阳离子聚合催化剂或配位聚合催化剂等的催化作用聚合成相应的水溶性聚合物。3.经逐步聚合反应合成水溶性聚合物少数含有酰胺基团的水溶性聚合物或其中间体如乙烯三胺经缩聚反应合成含有仲胺基团的聚酰胺。4.高聚物经化学改性合成水溶性聚合物①不溶于水的天然高聚物或合成的高聚物经化学改性转变为水溶性聚合物，例如②非离子型水溶性聚合物，经化学改性转变为离子型水溶性聚合物。例如:13.1.2.2合成方法1、有机溶剂中的悬浮聚合法:常温下为液体的单体或压力下液化的单体适合采用本法进行工业生产。常温下为固体而且不熔融的单体如丙烯酰胺，必须制成水溶液后进行反相悬浮聚合法.2.水溶液聚合法:应用最为广泛的水溶性聚合物生产方法。可应用于乙烯基单体、烯丙基单体的自由基聚合反应，还可应用于某些杂环单体的离子催化开环聚合反应。存在的问题：（1）如何消除未反应的单体？