阳离子乳液聚合及其应用研究进展
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阳离子性聚合物的合成及其应用随着人们对新材料的需求日益增长,合成阳离子性聚合物已经成为一种越来越被关注的研究方向。
阳离子性聚合物具有许多优异的性质,例如电荷密度高、吸附能力大等,这些性质为其在各个领域中的应用提供了基础。
在本文中,我们将讨论阳离子性聚合物的合成方法、常见的应用领域以及未来的发展方向。
一、阳离子性聚合物的合成方法阳离子性聚合物的合成方法主要分为两类:碳碳键开环聚合和离子协同聚合。
碳碳键开环聚合是将含有双键、环氧基、环丙基等不饱和键的单体进行聚合,一般需要催化剂的作用。
离子协同聚合是以离子为引发剂,引发带电单体的自由基聚合,常见的单体有甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)等。
在合成过程中,常使用一些交联剂以提高阳离子聚合物的物理性质和稳定性。
此外,阳离子性聚合物还可以通过掺杂有机或无机染料、纳米粒子等来调节其性质和应用。
二、阳离子性聚合物的应用领域1. 生物医学在生物医学领域中,由于阳离子聚合物具有高度的阳离子性和吸附能力,在药物传递和癌症治疗中有着广泛的应用。
例如,聚(2-甲基-5-乙烯基吡啶)(PMEP)可以被降解为酸性代谢物,在靶向性和药物释放方面具有潜力。
6-(2-(3-取代基丙烯基)吡啶)-6-氟-1,6-异氰酸酯基-3,9-二氧-12H-5,12-氧代-4,9-氨基-2,10-二奥基-4,8,11-三氮杂-5-环十二烷(FITC-C12)阳离子聚合物可以通过特异性和非特异性靶向性和药物释放递送到肿瘤组织内。
此外,阳离子聚合物也可以用于构建人工器官、组织工程等领域。
2. 污水处理由于阳离子聚合物具有良好的吸附和沉淀能力,可以有效地去除水中的悬浮物和有机物等。
例如,聚乙烯亚胺和聚乙烯酸甲酯(PAMMA)可以作为污水处理剂,具有良好的吸附性能和快速沉淀速度。
3. 墨水阳离子性聚合物可以被用于制造印刷墨水。
墨水的粘稠度可以被阳离子性聚合物的溶液浓度、分子量等因素所控制,反应条件可通过改变 pH 值或添加离子之类的方式进行调节。
阳离子乳液聚合及其应用研究进展阳离子乳液聚合及其应用研究进展)摘要:本文简单的介绍几种比较主流的阳离子乳液的聚合方法,并且介绍了阳离子聚合物乳液在造纸工业和纺织工业以及在建筑业的应用,并对阳离子聚合物乳液在生活生产中应用和发展作了展望。
关键词:阳离子乳液聚合阳离子聚合物乳液应用研究进展1. 引言阳离子聚合物乳液对正负电荷具有良好的平衡性能, 用于纸张上浆剂[1, 2]、粘合剂[3,4]以及染印、钻井、化妆品、生物医学等领域[5- 7]。
阳离子聚合物乳液的基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷,早在60 年代阳离子乳液就引起人们的关注, 目前已有很多人从事这方面的研究, 在理论和应用方面取得了显著的成果。
要赋予乳胶粒或聚合物正电荷, 可以根据需要采用不同的聚合方法。
2. 阳离子聚合物乳液的制备方法2.1 常规乳液聚合法用乙烯基单体、阳离子型乳化剂或高分子乳化剂, 在自由基引发剂或阳离子型引发剂作用下, 按常规乳液聚合法可以合成阳离子乳液。
如sheetz[8]用十二烷基氯化铵作乳化剂, 在H2O 2- F3+e , pH= 2 中制得了稳定的阳离子聚合物乳液; Sarota 等[9]用十二烷基吡啶氯化铵作乳化剂, 加入少量的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯, 合成了稳定性良好的PSt 阳离子胶乳; 李效玉等[10]研究了利用不同的表面活性剂如聚乙烯醇,N ,N - 二甲基,N - 十二烷基,N - 苄基氯化铵,N - 甲基,N - 十六烷基吗啉硫酸甲酯季铵盐(CMM ) 等对合成的阳离子乳液的稳定性、聚合转化率的影响, 结果发现: CMM 作乳化剂, 聚合转化率最高, 乳液的稳定性最好。
2.2 转换法转换法是用阳离子型表面活性剂或两性、非离子型表面活性剂对某些阴离子胶乳进行转换而制备阳离子胶乳。
如Heinz 等[11]采用两性表面活性剂和阳离子表面活性剂对阴离子聚苯乙烯、丁二烯胶乳进行转换, 得到了阳离子胶乳;B low [12,13]在研究天然胶乳与阴离子合成胶乳时, 考察了阳离子表面活性剂对胶乳稳定性和胶粒表面电荷的影响, 发现加入阳离子乳化剂使胶乳的稳定性降低, 但是在搅拌下把稀胶乳加到过量的阳离子表面活化剂中, 非常成功地转换成阳离子胶乳; 恩知钢太郎[14]采用烷基取代胺与环氧乙烷的加成物为阳离子乳化剂, 对用转换法生产阳离子丁苯胶乳进行系统研究, 所用的乳化剂除具有同阴离子乳化剂混溶性好的特点外, 还可与胶乳微粒进行交联, 在该转换中, 乳化剂用量占胶乳中聚合物的3- 5% (重量) , 并且边搅拌边向阴离子胶乳(pH 为9- 12) 中定量加入浓度为30% 的阳离子表面活性剂, 然后将pH 值调到8 以下, 从而完成转换过程。
新型阳离子聚合物的制备与应用随着科技的进步,人们对高性能材料的需求越来越强烈。
而在各种高性能材料中,聚合物材料是应用广泛的一类。
传统的聚合物材料大多属于中性聚合物,而近年来新型阳离子聚合物的制备与应用也受到了研究人员的广泛关注。
一、新型阳离子聚合物的制备方法1.溶液聚合法溶液聚合法是制备新型阳离子聚合物的一种常用方法。
它的优点是具有较高的反应活性和反应速率,可以得到高分子量的聚合物。
同时,溶液聚合法产品的性能稳定,重复性好。
这种方法的具体操作过程是:将单体添加到反应溶液中,在引发剂的作用下进行聚合反应。
2.离子交换聚合法离子交换聚合法主要应用于制备具有离子交换官能团阳离子聚合物。
这种方法的优点是能够得到具有更强的离子交换性能,从而提高聚合物在各种应用中的效率。
3.电化学聚合法电化学聚合法是利用电化学反应在电极表面进行聚合反应,并得到阳离子聚合物的一种方法。
这种方法主要应用于不稳定化合物的制备,具有高反应效率、反应条件温和的优点。
二、新型阳离子聚合物的应用1.水处理领域新型阳离子聚合物在水处理领域得到了广泛的应用。
由于其具有良好的吸附性能和离子交换性能,可以用于水处理中的混凝沉淀、膜分离等过程中,起到分离固体和液体、去除水中杂质、提高水质的作用。
2.生物医学领域新型阳离子聚合物具有良好的生物相容性,可以用于制备生物医学材料,如医用隐形眼镜、人工器官、医用粘合剂等。
3.纳米材料制备领域新型阳离子聚合物在生物分子、纳米材料等制备领域也有广泛的应用。
由于阳离子聚合物具有良好的离子交换性,可以作为纳米材料制备中的模板剂,从而制备出具有规则结构、粒径均一的纳米材料。
结语新型阳离子聚合物的制备与应用是一个研究热点,也是当前材料科学研究的重要方向之一。
通过制备新型阳离子聚合物,可以为各种应用提供更加优秀的材料和技术支持。
相信在未来的科技发展中,新型阳离子聚合物的应用将会更加广泛,为我们的生产和生活带来更多的便利和效益。
阳离子丙烯酸系聚合物乳液的合成和应用
阳离子丙烯酸系聚合物乳液的合成和应用是指通过聚合反应将丙烯酸及其衍生物与阳离子单体进行共聚合得到的乳液,并将乳液应用于各种领域。
合成过程通常包括以下步骤:
1. 首先,将丙烯酸及其衍生物与阳离子单体按一定比例混合;
2. 加入引发剂和溶剂,通过控制反应条件进行聚合反应;
3. 调节反应温度和pH值,促进聚合反应的进行;
4. 过滤、洗涤、干燥等工艺处理,得到阳离子丙烯酸系聚合物乳液。
该乳液在各种领域都有广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 纺织品加工:阳离子丙烯酸系聚合物乳液可用于纺织品的涂覆、增稠和抗静电等加工过程,提高纺织品的性能;
2. 印刷和涂装:乳液可用作油墨、油漆和涂料的增稠剂和粘合剂,在印刷和涂装过程中起到增强粘附力和提高涂层性能的作用;
3. 化妆品及个人护理产品:乳液可用作化妆品和个人护理产品的稠化剂、增稠剂和粘合剂,提高产品的稳定性和质感;
4. 纸张加工:乳液可用于纸张的增稠、增白和防水等处理,提高纸张的品质和耐久性;
5. 污水处理:乳液可用于污水处理过程中的沉淀、絮凝和固液分离等工艺,提高处理效果和减少环境污染。
总之,阳离子丙烯酸系聚合物乳液通过合成得到,并在各个领域中应用广泛,起到提高产品性能和改善工艺过程的作用。
阳离子丙烯酸系聚合物乳液的合成和应用阳离子丙烯酸系聚合物乳液是一种重要的高分子材料,具有广泛的应用前景。
本文将介绍阳离子丙烯酸系聚合物乳液的合成方法以及其在不同领域的应用。
一、阳离子丙烯酸系聚合物乳液的合成方法阳离子丙烯酸系聚合物乳液的合成主要包括聚合反应、乳化剂的选择和乳化过程。
1. 聚合反应:聚合反应是合成阳离子丙烯酸系聚合物乳液的关键步骤。
通常采用自由基聚合反应,以丙烯酸为单体,引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾,反应温度一般在50-80摄氏度之间。
聚合反应的时间和温度会影响聚合物的分子量和粒径分布。
2. 乳化剂的选择:乳化剂是将聚合物分散到水相中的关键因素,常用的乳化剂有十二烷基苯磺酸钠、辛基醇聚氧乙烯醚硫酸钠等。
乳化剂的选择应根据聚合物的性质和应用要求进行优化。
3. 乳化过程:乳化过程是将聚合物分散到水相中的过程。
通常采用机械剪切和高压乳化等方法,乳化时间和乳化剪切速度会影响乳液的稳定性和粒径分布。
二、阳离子丙烯酸系聚合物乳液的应用1. 粘接剂和涂料:阳离子丙烯酸系聚合物乳液具有良好的粘接性能和耐化学性,广泛应用于粘接剂和涂料领域。
例如,在纸张和纸板的加工过程中,阳离子丙烯酸系聚合物乳液可以作为粘合剂,提高纸张的强度和抗水性。
2. 纺织品加工助剂:阳离子丙烯酸系聚合物乳液在纺织品加工中具有良好的柔软性和防皱性能。
它可以作为纺织品的涂层剂和后整理剂,改善纺织品的手感和外观。
3. 水处理剂:阳离子丙烯酸系聚合物乳液可以用作水处理剂,用于污水处理和沉淀物固化。
它具有良好的絮凝性能和沉淀性能,可以有效去除水中的悬浮物和重金属离子。
4. 个人护理品:阳离子丙烯酸系聚合物乳液在个人护理品中常用作增稠剂和乳化剂。
例如,在洗发水和护发素中添加阳离子丙烯酸系聚合物乳液可以增加产品的粘度和稳定性。
5. 医药领域:阳离子丙烯酸系聚合物乳液可以应用于医药领域,例如用于制备药物控释系统和医用胶带等。
它具有良好的生物相容性和可控释性能,可用于药物的缓释和修复。
阳离子乳液聚合物在YK15H井的应用随着石油工业的发展和对其产量的追求,水基钻井液的需求不断增加。
然而在使用过程中,水基钻井液需要保持一定的稳定性和减小对井壁的侵蚀,因此聚合物作为一种生产稳定水基钻井液的重要组成部分。
本文将探讨阳离子乳液聚合物在YK15H井中的应用。
一、阳离子乳液聚合物的介绍阳离子乳液聚合物是一种高分子化合物,其通过聚合制备而成。
它的分子量很高,常常在1000万以上,且其具有一定的缔合性和聚集性,它在水中的离子性质使得它具有一定的悬浮性和乳化性,非常适合用来制备水基钻井液。
二、在YK15H井中阳离子乳液聚合物的应用YK15H井是一个比较深的油井,其深度达到了3500米以上,而且在此深度下石油地层的含油量相对较高,因此生产较多的油气。
然而,在钻探和生产的过程中,我们发现使用普通石油钻探液时,由于其低静电效应,导致在弥散过程中,难以保持稳定。
而使用阳离子乳液聚合物是一个很好的解决方案。
具体而言,使用阳离子乳液聚合物作为水基钻井液的组成部分,能够使得钻井液在进入油层的过程中保持稳定,其含有的阳离子离子能够与油层的阴离子进行缔合,从而使得整个钻井液系统更加稳定。
此外,该聚合物在钻探过程中具有良好的附着性,可以贴附在井壁上,形成一个附着保护层,减小钻井液对井壁的侵蚀和刺激。
三、阳离子乳液聚合物的优势阳离子乳液聚合物具有以下几点优势:(1)具有很高的油溶性,可以与油层中的石油结合,并提取出其中的石油,从而增加石油的产量。
(2)在钻探过程中,这种聚合物可以有效地降低液压,从而减轻对地层的损害。
(3)该聚合物易于处理,不生成任何有害物质,具有良好的安全性。
(4)可以降低环境污染,这种聚合物可完全分解并且不会堵塞口径。
四、结论在水基钻井液领域,阳离子乳液聚合物是一种非常优异的选择。
在YK15H井的应用过程中,阳离子乳液聚合物表现出了很高的性能,具有稳定性强、保护效果好等多个优点,为石油工业的发展做出了重要贡献。
含功能性单体的阳离子型丙烯酸酯乳液聚合研究马凤国;孟凡磊;徐丽丽【摘要】The cationic acrylate emulsion with functional monomers was prepared by pre-emulsified semi-con-tinuous seeded emulsion polymerization method. The effects of emulsifier systems,initiator systems,fuctional mon-omers on the polymerization process and the stability of emulsion were investigated. The results showed that the emulsion exhibited suprior stability when using AIBA as the initiator and hydroxyropyl acrylate as the functioal monomer.%以预乳化种子半连续乳液聚合法制备了阳离子型聚丙烯酸酯乳液。
探讨了不同的乳化体系和聚合工艺对乳液性能的影响;功能性单体种类及功能性单体的添加方式对乳液聚合及乳液稳定性的影响。
实验表明,采用种子半连续乳液聚合方法,以AIBA为引发剂,使用丙烯酸羟丙酯( HPA)为功能性单体,并以后滴加方式加入时,制得乳液性能较好。
【期刊名称】《合成材料老化与应用》【年(卷),期】2016(045)002【总页数】7页(P5-11)【关键词】阳离子型聚丙烯酸酯乳液;乳化体系;聚合工艺;功能性单体【作者】马凤国;孟凡磊;徐丽丽【作者单位】山东省烯烃催化与聚合重点实验室,橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室,青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042;山东省烯烃催化与聚合重点实验室,橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室,青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042;山东省烯烃催化与聚合重点实验室,橡塑材料与工程教育部重点实验室/山东省橡塑材料与工程重点实验室,青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ331.4+7功能性单体可提高乳液聚合稳定性,改善合成乳液的应用性能等优势。
阳离子型可聚合乳化剂的合成及应用研究的开题报告本研究将以阳离子型可聚合乳化剂为研究对象,旨在通过合成和应用研究,深入了解该类乳化剂的性质和特点,为其在药品、食品、化妆品等领域的应用提供技术支持和理论依据。
一、研究背景随着生活质量的提高和人们对健康、安全和环保的要求越来越高,传统的工业生产模式和化学品的使用方式已经无法适应市场和社会的需求。
因此,研究环保、高效和低毒的新型乳化剂成为生产和研发领域的重点。
阳离子型可聚合乳化剂是一种性质独特的表面活性剂,具有良好的分散性、稳定性和表面张力调节作用,广泛应用于制药、食品、化妆品、油漆等行业。
目前,国内外对该类乳化剂的研究尚属较少,有必要开展深入探究其合成方法、结构性质、分散稳定度、表面张力、抗热稳定性等方面的研究和应用。
二、研究目的和意义本研究主要针对阳离子型可聚合乳化剂,旨在探究其合成方法和性质特点,并在此基础上开展其在制药、食品、化妆品等领域的应用研究。
具体目的包括:1. 合成得到一种性质稳定的阳离子型可聚合乳化剂,并研究其合成方法和工艺条件的优化。
2. 系统评价该类乳化剂的分散稳定性、表面张力、界面活性、乳化能力等性质特点,并对其结构性质进行分析。
3. 探究该类乳化剂在制药、食品、化妆品等领域的应用前景和价值,并对不同领域的应用需求进行分析和研究。
三、研究内容和方法本研究将采用文献资料调研和实验研究相结合的方式,具体内容包括:1. 阳离子型可聚合乳化剂的合成方法研究:结合文献及现有研究,探究丙烯酸类阳离子单体、甲基丙烯酸甲酯类阳离子单体等不同原料的选择及结构设计。
2. 可聚合性评价:运用不同的评价指标如分散稳定性、表面张力、抗热稳定性等,对所合成乳化剂进行可聚合性评价。
3. 应用研究:以药品、食品、化妆品等领域为研究方向,对阳离子型可聚合乳化剂在不同领域的应用进行实验研究,并对其效果进行评价。
四、研究进展目前,本研究已完成文献调研、原料采购及实验室基本设备配置等工作,已初步掌握微乳化方法,成功合成并分离出目标化合物。
阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展郑怀礼;寿倩影;李香;周于皓;刘冰枝;赵传靓;姜嘉贤【摘要】The research progress in the polymerization and application of cationic polyacylamide in recent years are summarized. Polymerization methods ,such as inverse emulsion polymerization ,aqueous two-phase polymerization , ultraviolet light initiated polymerization,template polymerization,etc. are expounded mainly. The applications of cationic polyacrylamide to industrial water treatment ,urban sewage and wastewater treatment ,sludge dewatering and paper-making industry are introduced. Furthermore,its future development tendency and research direction are pre-dicted,providing reference basis for further research on cationic polyacrylamide.%综述了近年来阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展,主要阐述了反相乳液聚合、双水相聚合、紫外光引发聚合以及模板聚合等聚合方法,介绍了阳离子聚丙烯酰胺在工业水处理、城市污废水处理、污泥脱水以及造纸工业中的应用,并对阳离子聚丙烯酰胺未来的发展趋势与研究方向进行了展望,为阳离子聚丙烯酰胺的进一步研究提供参考依据。
阳离子型苯丙乳液的合成与应用的开题报告摘要:本文介绍了阳离子型苯丙乳液的合成方法和应用领域。
通过控制反应条件,成功地合成了一种具有高稳定性、大分子量、明显阳离子性的苯丙乳液,使用该乳液可以制备出高性能的涂料、胶黏剂等应用产品。
关键词:阳离子型苯丙乳液;合成;应用一、研究背景苯丙乳液作为一种重要的合成树脂,广泛应用于制备涂料、胶黏剂等材料。
随着市场需求和技术进步,人们对苯丙乳液的性能和应用场合也提出了越来越高的要求。
尤其是在涂料和胶黏剂领域,对苯丙乳液的稳定性、流变性、界面活性、附着力等方面要求越来越高。
为了满足这些要求,研究人员开始探索新型苯丙乳液的合成方法和应用。
二、研究目的本文旨在合成一种阳离子型苯丙乳液,并探讨其在制备涂料、胶黏剂等应用产品中的优势和应用前景。
三、研究方法1. 合成方法:采用自由基聚合法制备阳离子型苯丙乳液。
2. 表征方法:使用傅里叶变换红外光谱仪、动态光散射仪、电子显微镜等技术对制备的乳液进行表征。
3. 应用测试:将合成的阳离子型苯丙乳液用于制备涂料、胶黏剂等应用产品,并测试其性能。
四、预期结果1. 成功合成一种阳离子型苯丙乳液,具有稳定性高、流变性好、界面活性强等优点。
2. 制备的涂料、胶黏剂等产品具有优秀的性能表现,包括附着力好、干燥时间短、耐水性好等。
3. 阳离子型苯丙乳液在涂料、胶黏剂等领域具有广阔的应用前景。
五、研究意义本研究所制备的阳离子型苯丙乳液可以满足涂料、胶黏剂等产品在性能和应用方面的要求,具有重要的研究价值。
此外,该乳液还有望在其他领域得到应用,例如生物医学材料、电子器件等领域。
摘要环境友好型阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)“水包水”乳液克服了以往水溶胶、干粉、反相乳液等剂型产物难溶、污染环境、存在安全隐患、价格昂贵等缺点,以其特有的高效、节能、环保、方便、价廉等诸多优势,作为一种新型的絮凝剂在水处理、油田、造纸等领域发挥着重要的作用。
本文的研究内容分为三大部分。
第一部分用水溶液聚合法制备了高分子型分散稳定剂聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC),研究了单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)浓度、引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)用量、链转移剂异丙醇(IPA)含量、反应时间对PDMC 相对分子量和单体转化率的影响,得出具备良好水溶性、适宜表观粘度、不同相对分子量的PDMC合成最佳条件,为CPAM“水包水”乳液的制备提供原料上的支持;运用红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)技术对其结构进行表征与分析,证明PDMC 已成功合成。
第二部分利用分散聚合技术,以(NH4)2SO4无机盐水溶液代替有机溶剂作为反应介质,以丙烯酰胺(AM)和DMC作为共聚单体,在分散稳定剂PDMC的作用下,成功制备了CPAM“水包水”乳液。
系统讨论了PDMC含量及分子量、(NH4)2SO4浓度、单体总量及配比、引发剂种类、V-50用量、反应温度和时间等因素对分散聚合及产物CPAM 的影响,得出最优化的反应条件,并通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、偏光显微镜、激光衍射粒径分析仪、乌氏粘度计等对乳液颗粒形貌、聚合物分子结构与相对分子量进行表征、分析与测定,证明制得的CPAM“水包水”乳液具有良好的流动性、溶解性和稳定性,产物相对分子量高达(5.23~6.32)×106 g·mol-1。
第三部分用所制备的CPAM“水包水”乳液对生活废水与含油废水进行应用研究,得出最佳的处理用量与条件,并通过与聚合铝的复配,探索最优的协同效果。
结果表明在CPAM单独使用的情况下,用量为5.6mg·L-1时,除浊率最高;分子量与pH值越大,絮凝除浊效果越好;pH值适用范围较宽;与无机絮凝剂PAC复配使用后,PAC用量减少50%,CPAM用量减少为原来的14.3%,并且除浊率更高,在取得良好絮凝效果的同时,处理成本也得到了降低。
阳离子乳液-聚磺体系在70636队应用总结一、体系介绍:阳离子悬乳液体系具有良好的页岩抑制性和极强的抗盐、抗钙与抗温能力,体系稳定性能好,渗透率恢复值高,损害半径和表皮系数低,抗温达150℃,润滑系数最低可以降到0.036,摩阻降低率达到94.3%,页岩回收率达90%以上,静态渗透率恢复值最高可以达到96.5%,具有较好的油气层保护效果,适于环境敏感地区的大位移延伸井、大斜度定向井、深定向井以及探井的钻井施工。
使用阳离子悬乳液体系,不仅很好地解决了白垩系、侏罗系、三叠系泥页岩的水化分散,保证了井壁稳定,而且有效地降低了摩阻,提高了平均机械钻速,取得了较好的技术经济效益。
二、钻井液基本数据三开钻井液基本数据表三、钻井液性能表:四、钻井液材料消耗(三开阳离子体系)五、钻井液维护处理1、二开中完后将锥形罐、1号罐清掉,用淡水配制一罐8~10%坂土浆水化备用。
2、继续使用二开浆钻水泥塞,钻水泥塞时可用少量纯碱(0.1~0.2%)处理,同时将膨润土含量调整至25-30g/L。
钻进时,配制阳离子悬乳液聚合物胶液补充消耗量、调整钻井液性能,将钻井液体系转化为阳离子悬乳液聚合物体系。
胶液配方为:清+0.25%NaOH+0.25%Na2CO3+0.5-0.8%K-PAM+1%SA-302+2%RHJ-1+0.5%DS-301。
3、阳离子悬乳液聚合物体系维护以阳离子乳液聚合物DS-301、乳化石蜡、有机硅醇抑制剂SA-302为主要处理剂,DS-301是一种含有高分子聚合物的阳离子乳液,通过包被作用压缩水化膜和改变水化层电性,从而使粘土的水敏性基本丧失。
纳米级乳化石蜡在改变钻井液体系连续相的同时,对泥岩中的微裂缝进行有效封堵,不仅提高了钻井液的润滑性能,而且能够有效阻止自由水进入微裂缝。
SA-302不仅与聚合醇一样可以吸附在岩屑或者井壁表面,达到抑制泥岩水化的作用,而且其特有的结构能够使钻井液在高坂含的状态下起到降低粘切的作用。
阳离子聚合物乳液的合成研究摘要:本文通过常规乳液聚合法合成阳离子聚合物乳液,讨论了反应引发剂、阳离子乳化剂、功能性单体、共聚单体和单体浓度等各种因素对聚合速率、乳液性能等的影响。
关键词:阳离子聚合物乳液;阳离子表面活性剂;功能性单体;乳液聚合;研究O前言阳离子聚合物乳液在国民生产中具有广泛的应用,它可以和水泥沙浆、沥青、纤维等混合用于道路路基粘结,增加路基强度;作为絮凝剂用于污水处理,在纸张中添加阳离子聚合物乳液可以提高纸的干湿强度、撕裂强度;在织物中添加可以改善织物的性能和外观,便于织物印染;用于涂料中,阳离子聚合物乳液比阴离子聚合物乳液具有更好的耐水性和机械性能。
阳离子聚合物乳液的合成方法[1]有常规乳液聚合法、转换法、自乳化聚合法。
常规乳液聚合法是选用阳离子表面活性剂进行乳化,按常规的乳液聚合方法来聚合阳离子乳液;转换法是先用阴离子乳化剂聚合阴离子胶乳,然后再加入大量的阳离子表面活性剂与两性表面活性剂进行转换,该法要消耗大量的乳化剂,环境污染严重;自乳化聚合法是不使用乳化剂或使用微量乳化剂,采用含有阳离子基团的单体和引发剂等通过无皂乳液聚合方法合成阳离子聚合物乳液,因为其对单体、引发剂都有特殊的要求,成本较高。
本文采用常规的乳液聚合法合成阳离子聚合物乳液,讨论了影响阳离子乳液聚合的各种因素。
l实验部分1. 1原料和试剂苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、十六烷基三甲基氯化铵(1631)、十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、OP-10等均为工业级;盐酸、磷酸氢二钾、过硫酸钾、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁腈(AIBN)均为试剂级。
1. 2合成方法在装有冷凝管、温度计、搅拌器和滴液漏斗的四口烧瓶中,按比例加入乳化剂、去离子水、混合单体、缓冲剂、盐酸等,开动搅拌,水浴加热升温至40~90℃,滴加引发剂,3~5 h滴完,保温3 h后测试转化率,降温出料。
阳离子高分子乳化剂的合成及在乳液聚合中的应用摘要:随着乳液聚合在许多工业领域的广泛应用,合成高分子乳化剂的研究变得极为重要。
本文介绍了一种阳离子高分子乳化剂的合成方法,并探讨了其在乳液聚合中的应用。
该合成方法基于离子交换反应,通过将阳离子单体与阴离子表面活性剂反应,形成有机阳离子高分子乳化剂。
实验结果表明,该乳化剂能够有效地稳定乳液,并提高聚合反应的效率和产物品质。
此外,研究还发现改变乳化剂的结构可以调控乳液粒径和形态。
这些结果为乳液聚合过程的优化和高分子材料的合成提供了有益的借鉴。
关键词:阳离子;高分子乳化剂;乳液聚合引言乳液聚合作为一种重要的化学合成方法,在许多工业领域中得到了广泛应用。
而乳化剂作为乳液聚合中不可或缺的组成部分,其性能和稳定性对乳液聚合过程和产物品质起着关键作用。
本文将介绍一种新型的阳离子高分子乳化剂的合成方法,并探讨其在乳液聚合中的应用。
我们将阐述合成原理、反应步骤以及乳化剂在提高乳液稳定性、改进聚合效率和调控乳液粒径和形态方面的优势。
这些研究结果将有助于推动乳液聚合技术的进一步发展,为高分子材料合成和应用提供新的思路和方法。
1.阳离子高分子乳化剂的合成方法1.1离子交换反应原理解释离子交换反应是一种化学反应,基于离子间相互作用的转化过程。
其原理是利用具有相反电荷的离子之间的吸附和置换作用,将溶液中的离子与固体离子交换剂上的离子进行置换,从而达到目标物质的分离、纯化或转化。
在离子交换反应中,固体离子交换剂通常是一种含有活性位点的材料,如离子交换树脂。
它能够吸附和固定带有相反电荷的离子,并释放出相同数目但具有不同性质的离子。
当溶液与离子交换剂接触时,溶液中的离子会与离子交换剂的活性位点发生吸附作用。
随着时间的推移,离子逐渐与离子交换剂上的离子置换,形成新的化合物。
这个过程可以通过调控反应条件(如温度、pH值等)和控制离子交换剂的性质来实现。
离子交换反应广泛应用于水处理、离子分离、催化剂制备等领域。
控制Π活性阳离子聚合的研究进展程广文 范晓东3 刘国涛 孔杰(西北工业大学理学院应用化学系 西安 710072)国防科工委“十一五”计量重点项目(J142006A201)资助2008201215收稿,2008205206接受摘 要 从链引发、链增长两个方面对控制Π活性阳离子聚合及其最新研究进展进行了综述。
介绍了茂金属类、水溶性Lewis 类和烷基铝等几类新型的引发体系,以及亲核试剂、沉淀平衡和“阳离子池”在控制链增长方面的应用。
关键词 控制Π活性阳离子聚合 引发体系 链增长 活性中心Advances in Controlled ΠLiving C ationic PolymerizationCheng G uang wen ,Fan X iaodong 3,Liu G uotao ,K ong Jie(Department of Applied Chemistry ,School of Science ,N orthwestern P olytechnical University ,X i ’an 710072)Abstract The progress of controlled Πliving cationic polymerization including several novel initiating systems such asmetallocenes ,water 2s oluble Lewis acids and alkylaluminiums were introduced.The applications of nucleophile ,precipitation equilibrium and “cationic pool ”technique in controlled chain propagation were summarized.K eyw ords C ontrolled Πliving cationic polymerization ,Initiating system ,Chain propagation ,Active center 控制Π活性阳离子聚合是一类不存在链终止和链转移反应的阳离子聚合体系。
阳离子乳液聚合及其应用研究进展化工与材料学院材化081—18程如清阳离子乳液聚合及其应用研究进展程如清(大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连 116034)摘要:本文简单的介绍几种比较主流的阳离子乳液的聚合方法,并且介绍了阳离子聚合物乳液在造纸工业和纺织工业以及在建筑业的应用,并对阳离子聚合物乳液在生活生产中应用和发展作了展望。
关键词:阳离子乳液聚合阳离子聚合物乳液应用研究进展1. 引言阳离子聚合物乳液对正负电荷具有良好的平衡性能, 用于纸张上浆剂[1, 2]、粘合剂[3,4]以及染印、钻井、化妆品、生物医学等领域[5- 7]。
阳离子聚合物乳液的基本特征是乳胶粒表面或聚合物本身带正电荷,早在60 年代阳离子乳液就引起人们的关注, 目前已有很多人从事这方面的研究, 在理论和应用方面取得了显著的成果。
要赋予乳胶粒或聚合物正电荷, 可以根据需要采用不同的聚合方法。
2. 阳离子聚合物乳液的制备方法2.1 常规乳液聚合法用乙烯基单体、阳离子型乳化剂或高分子乳化剂, 在自由基引发剂或阳离子型引发剂作用下, 按常规乳液聚合法可以合成阳离子乳液。
如sheetz[8]用十二烷基氯化铵作乳化剂, 在H2O 2- F3+e , pH= 2 中制得了稳定的阳离子聚合物乳液; Sarota 等[9]用十二烷基吡啶氯化铵作乳化剂, 加入少量的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯, 合成了稳定性良好的PSt 阳离子胶乳; 李效玉等[10]研究了利用不同的表面活性剂如聚乙烯醇,N ,N - 二甲基,N - 十二烷基,N - 苄基氯化铵,N - 甲基,N - 十六烷基吗啉硫酸甲酯季铵盐(CMM ) 等对合成的阳离子乳液的稳定性、聚合转化率的影响, 结果发现: CMM 作乳化剂, 聚合转化率最高, 乳液的稳定性最好。
2.2 转换法转换法是用阳离子型表面活性剂或两性、非离子型表面活性剂对某些阴离子胶乳进行转换而制备阳离子胶乳。
如Heinz 等[11]采用两性表面活性剂和阳离子表面活性剂对阴离子聚苯乙烯、丁二烯胶乳进行转换, 得到了阳离子胶乳;B low [12,13]在研究天然胶乳与阴离子合成胶乳时, 考察了阳离子表面活性剂对胶乳稳定性和胶粒表面电荷的影响, 发现加入阳离子乳化剂使胶乳的稳定性降低, 但是在搅拌下把稀胶乳加到过量的阳离子表面活化剂中, 非常成功地转换成阳离子胶乳; 恩知钢太郎[14]采用烷基取代胺与环氧乙烷的加成物为阳离子乳化剂, 对用转换法生产阳离子丁苯胶乳进行系统研究, 所用的乳化剂除具有同阴离子乳化剂混溶性好的特点外, 还可与胶乳微粒进行交联, 在该转换中, 乳化剂用量占胶乳中聚合物的3- 5% (重量) , 并且边搅拌边向阴离子胶乳(pH 为9- 12) 中定量加入浓度为30% 的阳离子表面活性剂, 然后将pH 值调到8 以下, 从而完成转换过程。
2.3 微乳液聚合法微乳液聚合法是一种特殊的乳液聚合法, 合成的聚合物具有分子量分布窄、胶乳粒径小等特点, 通常利用可交联的功能单体作共聚单体, 以防止粘度增加而形成交联型水凝胶。
Perez- L una 等[15]通过准弹性光散射和膨胀剂控制, 合成了稳定的半透明浅蓝色单分散的微阳离子乳液, 粒径范围在20- 30nm内。
Rodriguez 等[16]制备了粒径小于70nm ,分子量大于106 的丙烯酸酯微阳离子乳液, 系统研究了温度、引发剂类型、乳化剂浓度、单体浓度等对聚合动力学的影响, 结果表明转化率、反应速率随单体浓度、引发剂浓度的增大而增大, 随温度升高而增大, 分子量和胶粒粒径随引发剂浓度增大而减小。
2.4 种子乳液聚合法离子型单体由于亲水性很强, 聚合过程中往往会生成许多水溶性聚电解质, 既浪费了功能性单体又影响了乳液的稳定性,为此人们提出用种子乳液聚合法制备阳离子乳液,以便改善乳液的性能。
如IsaoNoda[17]使用两性和非离子型复合乳化剂合成了核壳阳离子丁苯胶乳,被分散的胶乳粒子,其核具有憎水性,壳具有亲水性;Saro ta等[9]用两步乳液聚合技术制备具有稳定性良好和固含量49% 的无皂种子阳离子PSt乳液。
我们以P(St.DBM EA )为种子乳液, 然后加入BA 单体, 得到了核壳乳胶粒。
2.5 反相乳液聚合法反相乳液聚合是采用油溶性或水溶性引发剂, 将水溶性单体溶于水相, 然后借乳化剂分散于非极性液体中形成“油包水型”(W .O)乳液而进行聚合, 由于乳液的连续相为油相, 因此一般采用非离子型乳化剂。
如Sh ibabara 等[18]先将甲基丙烯酸二甲胺基丙酯的季铵盐和丙烯酰胺溶于水,然后加到正已烷和聚乙烯醇混合液中, 在偶氮二异戊腈引发下, 于50℃搅拌5h, 得到反相阳离子共聚物乳液; Yanu2to la 等[19]将丙烯酰胺N ,N ,N - 三甲基,N - 甲基丙烯酰氧乙基硫酸甲酯季铵盐溶于水作水相, 加入少量的EDTA 钠盐、氯化钠和N aB4O710H2O ,以石蜡等混合物为油相, 水相和油相混合后, 加热到40- 45℃, 在2, 2′- 偶氮二(2, 4-二甲基戊腈) 作用下进行聚合, 最后得到无凝胶的反相阳离子共聚物乳液。
易昌风等[20, 21 ]以Span80 作乳化剂, 偶氮二异丁基眯盐酸盐作引发剂, 合成了稳定性良好的丙烯酰胺- N ,N - 二甲基,N - 丁基,N- 甲基丙烯酸乙酯氯化铵反相阳离子共聚物乳液, 并且研究了DBMA、乳化剂用量及反应条件等对反相共聚物乳液粒子形态、大小的影响。
结果表明: 反相共聚物乳液粒子的形态呈规整性球状结构, 其大小随反应条件的不同而发生变化。
2.6 无皂乳液聚合法无皂乳液聚合是指完全不含乳化剂或仅含微量乳化剂的乳液聚合, 但乳化剂起的作用与传统乳液聚合完全不同, 粒子主要是通过键合在聚合物链或端基上的离子基团或亲水基团起表面活性剂作用而得以稳定。
用这种方法可以制得粒径小于110Lm 的单分散性胶乳, 避免或减轻了环境污染, 可以制备耐水性好, 发泡低等高功能洁净粒子。
3 阳离子乳液的应用乳液聚合工艺因其具有体系粘度低、易制得高分子质量的聚合物、产品性能稳定、使用方便等特点,广泛应用于聚合物化工产品的生产,如橡胶、工程塑料、涂料、胶粘剂、油田助剂、功能高分子材料和造纸助剂等。
采用乳液聚合法可以制备非离子、阴离子和阳离子型聚合物乳液,其中阳离子产品胶粒表面或其自身带正电荷,在很多方面具有阴离子或非离子型聚合物乳液不可比拟的功能,因此,早在20世纪60年代就引起了人们的关注,至今无论在理论研究还是在应用方面都已取得了显著的成果。
目前,阳离子聚合物乳液的应用领域十分广泛,如污水处理、化妆品、印染业、生物制药、抗静电处理以及造纸助剂等。
3.1 在造纸中的应用3.11 施胶剂阳离子乳液作造纸施胶剂的种类较多,如阳离子松香乳液、石蜡乳液、合成树脂等。
阳离子乳液用作纸张施胶剂时,可以不借助硫酸铝的“架桥作用”而依靠静电作用吸附于带负电的纸浆纤维表面,可以克服酸性抄纸的种种弊端实现中性及弱碱性施胶[23] ,因此,国内外对其研究较多。
阳离子型乳液松香胶通常由阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂对松香或改性松香进行乳化而得[24] 。
其中,松香酸与阳离子单体共聚实现阳离子化后再对其进行乳化得到的产品效果更好,如沈一丁[22]等使松香和不饱和季铵盐发生Diels - Alder 反应生成阳离子树脂,然后再对其乳化制得了高效施胶剂。
此外,也可通过转换法制备阳离子乳液,如伍忠萌[25]等先制备好阴离子松香乳液后,再加入两性聚丙烯酰胺和阳离子表面活性剂将其转化为阳离子乳液。
阳离子石蜡乳液可以单独或者和松香胶共用作纸浆施胶剂。
在浆内施胶时,硫酸铝的用量比单用松香施胶减少50 % ,上网浆料pH 值在高达7. 5 时也能获得良好的施胶效果。
同时,因石蜡表面张力小,还有一定的消泡作用[26 ] 。
阳离子乳液型聚氨酯施胶剂是近年来开发的新品种。
杨晓敏[27 ]以单硬脂酸甘油酯与甲苯二异氰酸酯进行重键加成反应制备预聚体,通过阳离子扩链剂进行扩链并引入自乳化阳离子基,得到中等分子质量的阳离子聚氨酯施胶剂乳液。
产品可在较宽的pH 值范围(6. 5~8. 5) 内进行施胶,并有较好的施胶效果。
此外,国内对阳离子丙烯酸酯乳液作施胶增效剂和表面施胶剂也有报道。
目前,国外对于阳离子乳液型合成树脂类施胶剂的研究较多,如Probst [28]利用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、苯乙烯和丙烯腈制备种子乳液,在20 ℃~100 ℃下滴加引发剂和丙烯酰胺和丙烯腈单体进行反应制得了施胶效果优良的乳液产品。
Reiner Exner[29]以丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯酰胺和阳离子单体利用乳液聚合法合成了阳离子乳液,作浆内施胶剂和表面施胶剂均有较好的效果。
3.12 增强剂阳离子乳液用作增强剂与一般产品(如淀粉、聚丙烯酰胺等) 的作用机理有所不同,它主要是通过在纤维空隙间形成立体网状结构及在纤维交叉点处粘结多根纤维以提高产品的强度,干燥后还可形成均匀膜保护纤维或胶乳之间的结合,使纸张保持良好的干强度。
目前, 国内对其报道较多。
张国运[30 ] 以丙烯酸甲酯(MA) 、苯乙烯(St) 、丙烯酰胺(AM) 、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料,采用无皂乳液聚合法合成出了一系列阳离子共聚物乳液,将其应用于草浆中,当乳液用量为0. 75 %(对绝干浆) 时,纸张环压强度、抗张强度和撕裂强度均有明显提高。
沈一丁[31 ]等将阳离子淀粉与丙烯酸及丙烯酸酯单体以1∶0. 8 的比例于80 ℃~85 ℃进行接枝共聚,得到的乳液型阳离子淀粉接枝共聚物对增加纸张干强度和耐撕裂度有明显效果,在用量为绝干浆质量的0. 4 %~0. 5 %时,可使纸的干强度增加15 %以上,耐撕裂度提高8 %以上。
张志斌等[32 ]以乙酸乙烯酯(VAc) ,甲基丙烯酸甲酯(MMA) 和氯化甲基丙烯酸三甲胺乙酯(DM) 为原料,采用无皂乳液聚合制备了一系列阳离子共聚物乳液,将该乳液加到竹浆中,成纸强度性能明显提高。
张国运等[33 ]采用核壳乳液聚合技术以丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵作共聚单体制备了具有独特网络结构的阳离子乳液型纸张增强剂,应用于包装箱纸板生产时可使纸板抗张强度增加36 % ,环压强度增加40 %。
沈一丁[34 ]等采用半连续聚合工艺合成了甲基丙烯酸甲酯、AM、St 和阳离子单体共聚乳液,用于纸板抄造时取得了较好的增强效果,尤其是环压强度和挺度有明显的改善。
张光华[35 ]等利用阳离子单体二烯丙基二甲基氯化铵和乙烯基单体进行微乳液共聚,制备了XQ 型乳液增强剂。
张志斌等[36 ]以VAc、St 和DM 为原料,采用无皂乳液聚合法,合成出了一系列阳离子共聚物乳液,把适量的乳液加到竹浆中,纸张的耐折度、撕裂强度和环压强度均有较大提高。