P(AA-DAC)两性聚电解质水凝胶的合成及性质

以丙烯酸(AA)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为单体,采用水溶液聚合法制备了P(AA-DAC)聚电解质水凝胶.采用红外光谱和核磁共振等方法对其结构进行了表征.研究了不同组成比的聚电解质水凝胶在去离子水、不同pH值溶液以及不同离子强度盐溶液中的溶胀行为.研究结果表明,摩尔比为1∶1的聚电解质水凝胶表现出典型的两性聚电解质凝胶的溶胀行为.离子强度对其溶胀行为有着显著影响,在溶液离子强度较高时,凝胶网络的溶胀主要受溶剂向凝胶内部扩散所控制,满足Fick型扩散规律n≤0.5,随着溶液离子强度的增加,凝胶网络平衡含水量增加,扩散系数增大.

两性聚电解质的合成及在水处理中的应用

本文简述了两性聚电解质的特性和合成方法 ,详细介绍了国内外在水处理领域中应用两性聚电解质的进展 。

两性聚电解质絮凝剂的合成及特性粘数

研究了两性聚电解质絮凝剂的合成方法对其特性粘数的影响 ,发现单体配比、p

盐水介质中分散聚合法制备两性聚电解质的研究

利用聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDAC)作为分散稳定剂,阴离子单体丙烯酸(AA)、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和非离子单体丙烯酰胺(AM)在硫酸铵水溶液中通过分散共聚合,制备了稳定分散在盐水中的聚合物微球。考察了无机盐浓度、分散剂用量对分散共聚合的影响。研究结果表明:体系内无机盐浓度的增加导致聚合物分子量降低;而随分散剂浓度的增加,微球粒径先减小后增加。制备的两性聚电解质溶液在等电点附近时,聚合物的特性黏度随盐浓度的增加而增加,显示明显的反聚电解质效应。

CMCTS-g-(PAA-co-PDMDAAC)两性聚电解质高吸水树脂的制备与性能

通过自由基引发的接枝共聚反应,使阴离子单体丙烯酸(AA)和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DM DAAC)在羧甲基壳聚糖(CM CTS)的分子链上接枝共聚,制得CM CTS-g-(PAA-co-PDM DAAC)两性聚电解质高吸水性树脂。采用红外光谱对产物的结构进行了表征。比较了单体摩尔投料比和外部溶液的pH值对产物吸水性能的影响,并对不同pH值下外部溶液的离子强度对产物吸水性能的影响进行了研究。

两性聚电解质P(DMDAAC-AM-AA)处理造纸白水中Ca^(2+)的研究

以实验室自制聚二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺-丙烯酸(P(DMDAAC-AM-AA))为吸附剂、造纸白水中Ca2+为吸附质,研究了pH值、Ca2+初始浓度及聚合物重均相对分子质量(MW)对吸附过程的影响,采用Freundlich、Langmuir等温吸附模型绘制了吸附等温线,并通过Lagrange动力学方程对实验数据进行了拟合。结果表明,碱性环境下有利于吸附过程的进行,且最佳pH值范围为9~11;随着Ca2+初始浓度的增加,吸附量先增加后趋于平稳;对吸附最有利的MW范围为600 000~800 000。聚合物对Ca2+的吸附动力学曲线符合Lagrange准二级动力学模型,属于化学吸附过程;其等温吸附曲线符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;无量纲平衡参数(RL)值在不同温度下均小于0.5,表明吸附性能良好。同时,还探讨了纸浆纤维对聚合物的吸附性能和影响因素,采用傅立叶红外差谱进行了表征。结果表明,温度20~30℃、搅拌速度120 r/min的条件下,吸附在60 min时达到平衡,平衡吸附量为2.4 mg/g(以绝干浆计)左右;红外差谱证实了纤维表面吸附有一定量的聚合物,且氢键结合是纤维与聚合物吸附的主要机理之一。

两性聚电解质溶液的分子热力学模型和分子动力学模拟

从带电硬球混合物出发采用化学缔合理论建立了聚电解质和两性聚电解质溶液的分子热力学模型 .用考虑溶剂的粘滞力和热浴随机力作用的分子动力学 (MD)方法模拟了聚电解质和两性聚电解质溶液的渗透系数 .对模型预测结果和MD模拟结果进行了比较 ,表明基于化学缔合理论的分子热力学模型可以用于聚电解质溶液和两性聚电解质溶液热力学性质的预测 ,对于均聚电解质溶液效果令人满意 ,对由直径不同的离子构成的聚电解质溶液 ,模型的预测效果变差 ,有待进一步改进 .

新型两性聚电解质型壳聚糖衍生物CMCTS-g-GDDA的制备及性能初探

利用环氧丙基癸基二甲基氯化铵在羧甲基壳聚糖骨架上的接枝反应,制备了新型壳聚糖衍生物羧甲基壳聚糖-g-羟丙基十烷基二甲基氯化铵(CMCTS-g-GDDA)。CMCTS-g-GDDA具有两性聚电解质的结构特点,具有特殊的溶液黏度随pH值变化规律,在pH=2和pH=12处各出现一个黏度最大值,在pH=7附近达到等电点,黏度最小,在等电点处溶液黏度随离子强度的增大而增大。CMCTS-g-GDDA在弱酸性条件下对重金属离子具有良好的吸附效果,吸附量依Zn2+>Pb2+>Cd2+的顺序递减。CMCTS-g-GDDA溶液对金黄色葡萄球菌和谷草芽胞杆菌均具有良好的抑制效果,0.039%的CMCTS-g-GDDA溶液对上述两种细菌的抑菌圈直径分别为(0.91±0.17)cm和(1.00±0.21)cm。

二甲基烯丙基木质素季铵盐-海藻酸钠两性聚电解质的絮凝性能研究

为了扩大碱木质素的相对分子质量以及其对阳离子染料的应用范围,研究了以二甲基烯丙基木质素季铵盐(DL)和海藻酸钠(SA)为原料,制备二甲基烯丙基木质素季铵盐-海藻酸钠两性聚电解质(DL-SA)。采用FT-IR、SEM和TG/DTG表征了产物的结构,并考察了其两性聚合物的特点——等电点,结果表明,DL和SA接枝成功,其等电点为4.42,具有两性化合物的特征。以对酸性黑ATT和亚甲基蓝为模拟染料,研究了DL-SA对两种不同类型的染料絮凝影响因素(投加量、pH值和温度),确定了对两种染料的最佳絮凝条件以及最佳脱色率为酸性黑ATT 86.24%,亚甲基蓝99.15%,并初步探讨了其絮凝机理。

木质素基两性聚电解质的制备与表征

以木质素三甲基季铵盐（QL）和海藻酸钠（SA）为原料,以戊二醛为交联剂,制备木质素三甲基季铵盐-海藻酸钠两性聚电解质（QL-SA）.以含氮量和对酸性黑ATT的絮凝性能作为指标,通过单因素试验得出最佳合成条件为：交联剂用量为4％（占反应体系的质量分数）,反应温度为70℃,QL与SA质量比为2∶1,交联时间为4h,最优条件下测得对酸性黑ATT的脱色率为90.08％.考察了其溶解性以及两性聚合物的特点——等电点,采用FI-IR表征了产物的结构,利用TG和DSC对其热稳定性进行表征.结果表明：QL和SA接枝成功,其含氮量由QL的4.21％减少为3.69％,且反应后的QL-SA热稳定性较两个原料好.QL-SA的等电点为5.76,等电点范围为4～10,具有两性化合物的特征.

两性聚电解质在黄河高浊度水中的应用

本文合成了一系列不同阴、阳离子度的强碱弱酸型的两性聚电解质[丙烯酰胺(AM)-二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)-丙烯酸(AA)共聚物]。研究了阴、阳离子单体的配比对两性聚电解质分子量的影响;以及两性聚电解质阴、阳离子度对絮凝效果的影响。并将所合成的两性聚电解质作为絮凝剂,首次应用到黄河高浊度水的处理中。填补了国内两性聚电解质高分子絮凝剂应用于上水的空白。研究结果表明:在等电点范围内的两性聚电解质对黄河高浊度水的絮凝效果明显优于传统的非离子型、阳离子型及阴离子型絮凝剂。

DMDAAC-AM-AA两性聚电解质的合成和表征

以二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）、丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）为反应单体,采用反相乳液聚合法合成了高单体转化率的水溶性两性聚电解质。傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析表明,阴、阳离子单体与AM发生共聚反应生成了三元共聚物;透射电子显微镜（TEM）分析显示,乳胶粒呈规则球形且具有中空结构,粒径大小为150~350 nm;差示扫描量热仪（DSC）分析表明,聚合物在80℃有明显的结晶熔融峰,Tg为58.3℃;等电点分析表明,聚合产物具有明显的两性特征。

两性聚电解质CMCTS-g-(PDMMC-co-PDDAMC)的制备及性能初探

在K2S2O8/Na2SO3氧化-还原引发体系的引发下,通过甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMMC)和烯丙基十烷基二甲基氯化铵(DDAMC)在羧甲基壳聚糖(CMCTS)分子链上的接枝共聚反应,制备了新型两性聚电解质壳聚糖衍生物CMCTS-g-(PDMMC-co-PDDAMC)。对产物的两性聚电解质性能进行了初步的探索性研究,发现CMCTS-g-(PDMMC-co-PDDAMC)在pH=1和pH=11处各出现一个黏度较大值,在pH=5附近达到等电点,黏度最小。在等电点处溶液黏度η和特性粘数[η]随离子强度的增大而增大,在pH=1和pH=11处溶液黏度随离子强度的增大而减小。研究了阳离子种类对CMCTS-g-(PDMMC-co-PDDAMC)溶液黏度的影响。

铆接于固体表面的两性聚电解质链构象的分子动力学模拟

用分子动力学模拟研究了铆接于带电固体壁面上的两性无规共聚电解质链的构型及其随溶剂的介电常数、系统温度和带电壁面电场的变化。结果表明,聚离子链的构型取决于外电场对链节的作用、链内各链节间的静电作用和链节的热运动(温度)三者的综合作用结果。电场强度较低时,铆接聚离子链与非铆接聚离子链的构型变化类似。电场强度较高时,两性聚离子链构型更为舒展。溶剂介电常数减小,链节间静电作用增强,净电荷比较小的中性或非中性两性聚电解质链倾向于收缩,净电荷比较多的链则膨胀。温度的升高一般总是抵消电场和分子内静电作用的影响,当它占主导地位时将使聚离子链膨胀。

pH值、盐浓度敏感性两性聚电解质微球的合成及性质

以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)和甲基丙烯酸(MAA)为单体,在乙醇介质中制备出对pH值、盐浓度双敏感的两性聚电解质微球。采用透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(IR)方法对其形貌和结构进行了表征。研究了聚电解质微球在不同pH值溶液及NaCl、CaCl2盐溶液中粒径的变化情况。研究结果表明,第二步中反应制备的微球粒径为1 177 nm,多分散指数(PDI)为0.181;相比第一步反应制备的微球(d=764 nm;PDI=0.069)其粒径明显增大,PDI数值略有增加。当溶液pH<4.3时,微球的粒径随溶液pH值的减小而逐渐增加;当pH>4.3时,微球的粒径随溶液pH值的变大逐渐增加;pH=4.3时,微球的粒径具有最小值。盐溶液的pH值接近等电点时,在单价态NaCl溶液中,两性聚电解质微球表现出典型反聚电解质效应;而在多价态CaCl2溶液中,其粒径先增长再逐渐下降。

二甲基烯丙基木质素季铵盐-海藻酸钠两性聚电解质的制备及表征

为了扩大碱木质素的应用范围,研究了以二甲基烯丙基木质素季铵盐(DL)和海藻酸钠(SA)为原料,以戊二醛为交联剂,制备二甲基烯丙基木质素季铵盐-海藻酸钠两性聚电解质(DL-SA)。以对酸性黑ATT和亚甲基蓝的絮凝性能作为指标,通过单因素实验得出最佳合成条件为交联剂用量为3%(占单体质量百分比),反应温度为75℃,m(DL)∶m(SA)=2∶1,交联时间为4h,最优条件下测得对酸性黑ATT和亚甲基蓝的脱色分别为86.24%和99.15%。考察了其溶解性、含氮量以及两性聚合物的特点——等电点,采用FI-IR表征了产物的结构。结果表明,DL和SA接枝成功,其含氮量由DL的2.14%减少为1.25%,且DL-SA的等电点为4.42,具有两性化合物的特征。

两性聚电解质PDMAm-b-PAAn与表面活性剂(12-6-12)的相互作用

采用Zeta电位、荧光探针、表面张力和黏度等方法研究了碱性条件下不同嵌段比的两性聚电解质聚(N,N-二甲胺基甲基丙烯酸乙酯-b-丙烯酸)(PDMAm-b-PAAn)与阳离子偶联表面活性剂(C12H25(CH3)2N(CH2)6N(CH3)2C12H25.2Br-)(简称12-6-12)的相互作用。结果表明:由于静电相互作用,两嵌段聚电解质PDMAm-b-PAAn和12-6-12之间可形成类胶束或复合物,PDMA链段的弱亲水性对复合物起到稳定的作用。对同一类型的两嵌段聚电解质,改变两链段的相对长度之比,既不会使其在溶液中的构象发生改变,也不会使其与表面活性剂的相互作用模式发生改变。

AM/DMC/C11AM疏水缔合聚两性电解质的合成、表征与溶液性质

通过Ritter反应合成弱阴离子型疏水单体丙烯酰胺基十一烷基酸(C11AM).以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰胺基十一烷基酸(C11AM)为原料,在水介质中合成新型疏水缔合聚两性电解质AM/DMC/C11AM.利用1H NMR确证了疏水单体和共聚产物的分子结构.流变性和芘荧光探针的研究结果表明,AM/DMC/C11AM系列疏水缔合聚两性电解质由于兼具疏水缔合性质和反聚电解质效应,使其具有较好的耐盐性能.

聚两性电解质及其水凝胶的研究进展

对近十年国内外在聚两性电解质及其水凝胶的合成、性质及在工业、生物医药方面的应用作了较全面的综述。