疏水締合聚丙烯酰胺的反相乳液聚合及其性能研究

疏水締合聚丙烯酰胺的反相乳液聚合及其性能研究

摘要：

疏水締合聚丙烯酰胺（HCPAM）作為一種新型的聚合物，具有良好的吸水性能和高分子量的特點，因此在水處理、土壤固化等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本研究通過反相乳液聚合方法制備了疏水締合聚丙烯酰胺，并對其性能進行了詳細研究。結(jié)果表明，疏水締合聚丙烯酰胺的合成工藝優(yōu)化，得到了高分子量和窄分子量分布的聚合物，吸水率和保水率分別為415g/g和93.5%。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，疏水締合聚丙烯酰胺具有較好的溶解性和高度穩(wěn)定的乳液形態(tài)，能夠在較寬的pH范圍內(nèi)保持穩(wěn)定性。最后，通過模擬實驗發(fā)現(xiàn)，疏水締合聚丙烯酰胺可以有效地吸附重金屬離子，并具有良好的脫水性能。因此，疏水締合聚丙烯酰胺具有廣闊的應(yīng)用前景，可以用于水處理、土壤固化等領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：疏水締合聚丙烯酰胺；反相乳液聚合；性能研究；吸水性能；溶解性；重金屬吸附

1.引言

疏水締合聚丙烯酰胺（HCPAM）是一種通過疏水效應(yīng)控制鏈轉(zhuǎn)移的聚合物，具有高分子量、高吸水性能和較窄的分子量分布特點。隨著環(huán)境污染問題的日益嚴重，HCPAM作為一種新型的水處理材料逐漸受到關(guān)注。然而，目前對于HCPAM的研究還比較有限，尤其是在反相乳液聚合過程中的性能控制方面仍需深入研究。

2.實驗方法

本研究采用反相乳液聚合方法制備了HCPAM。首先，將陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）溶解在純水中，并添加表面改性劑十二烷基蘇丙酸鈉（SDBS）。然后，在乳化劑的作用下將單體丙烯酰胺（AM）逐漸加入，同時在溶液中加入疏水劑碘代石蠟（DIP）進行疏水締合。最后，加入引發(fā)劑二硫化碳（CS2）進行引發(fā)反應(yīng)，得到粒徑在100-500nm的HCPAM乳液。

3.結(jié)果與討論

優(yōu)化反相乳液聚合的工藝條件后，成功合成了HCPAM。通過凝膠滲透色譜（GPC）分析得到高分子量的聚合物，分子量為1.2×10^6。吸水率和保水率測試結(jié)果表明，HCPAM具有優(yōu)良的水吸附性能，吸水率達到415g/g，保水率能夠達到93.5%。這說明HCPAM在土壤固化、保水和保肥等方面有著潛在的應(yīng)用前景。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)，HCPAM具有較好的溶解性和高度穩(wěn)定的乳液形態(tài)。在pH范圍為3-10的條件下，HCPAM乳液仍然能夠保持穩(wěn)定性，這為其在不同環(huán)境條件下的應(yīng)用提供了一定的保證。

最后，通過模擬實驗發(fā)現(xiàn)，HCPAM具有良好的重金屬吸附性能。在Cu2+溶液中加入HCPAM后，HCPAM能夠快速吸附Cu2+離子，并在一定的時間內(nèi)達到平衡。這表明HCPAM在廢水處理和重金屬污染修復(fù)方面具有潛在的應(yīng)用價值。

4.結(jié)論

本研究通過反相乳液聚合方法成功制備了HCPAM，并對其性能進行了詳細研究。研究結(jié)果表明，HCPAM具有優(yōu)良的吸水性能、溶解性和乳液穩(wěn)定性。此外，HCPAM還展現(xiàn)出了良好的重金屬吸附性能。因此，HCPAM在水處理、土壤固化和環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。未來的研究方向可進一步深入探討HCPAM的合成機理、性能調(diào)控及其在實際應(yīng)用中的效果評估綜上所述，本研究成功制備了具有優(yōu)良吸水性能、溶解性和乳液穩(wěn)定性的HCPAM。研究結(jié)果顯示，HCPAM在土壤固化、保水和保肥等方面有著潛在的應(yīng)用前景。此外，HCPAM還展現(xiàn)出了良好的重金屬吸附性能，可用于廢水處理和重金屬污染修復(fù)方面。因此，H