聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)及性能表征

聚丙烯酰胺結(jié)構(gòu)及性能表征以第?.章刑第四章的兒個典型樣品進行檢測.以確定樣品的赫性能、紐戒fl殘留AM的準(zhǔn)確含量。抽取的拌品分別是：321中采用APS-DA引發(fā)體系的拌品（編號為DA-1）：3.2.1中果用APS-PMS引發(fā)體系的拌品（編號為PMS-1）：4.4.1中果用APS—DA引發(fā)體系，Cu”沼度為［Jfppm的樣品（藐號為4.4.1中采用APS-PMS.Cli』+沼度為口』ppm的樣品（編號7-jPMS-2）.5.1PAM的結(jié)構(gòu)表征采用德國BRUKZR公司生產(chǎn)的型號VER7EX70傅里葉變換紅外光譜測試系統(tǒng),對拌品DP-2和PMS-2iS行紅外光譜分析.光譜圖見圖5T和8MCOMW 7泗 IM KHKJ SKiWmBEJEgiC?m-1圖5-1PMS-2的紅外光請圖Fig.5-1Theinficii'ecl叩ectiiun□fPMS-2840X) 3500 3000 2600 2000 <500 g gWnvorwnbcrcm-1圖5-2DA-2的紅外光譜圖

Fig.5-2TheinfraredspectrumofDA-2通過對圖5-1的分析，在3300cm"到3500cm"處為胺基(-眺)的伸縮振動峰:3193cm'1處為-0H的伸縮振動峰，這是由于PAM具有吸濕性,所以樣品含有少量水:2929cm?'處是亞甲基(-Ck)的伸縮振動吸收峰：1655cm"處是酰胺基團中菽基的伸縮振動峰：1151cm'1處是聚合物長鏈中亞甲基的彎曲振動吸收峰。所以聚合產(chǎn)物主要成分為PAK圖5-2與圖5T相似，說明APS-DA和APS-PMS兩引發(fā)體系的聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)基本相同。5.2聚合物熱分析利用美國PE公司7系列熱分析儀對樣品PMS-2和DA-2進行了熱失重分析,結(jié)果見圖5-3至5-4。圖5-3PMS-2的TGA圖

Fig.5-3TheTGAdiagramofPMS-2圖5-3反應(yīng)，在1S5.47*C之前，樣品失重約0.224%.這是樣品失去所含水分，樣品基本沒有分解：之后樣品開始發(fā)生腹氛分解，在1S5.47-C~357.79-C之間失重25.572%,本階段失重較慢：在357.79C?500C之間失重約52%,在380.10?C時，失重速率達78.786%/min,約450C時樣品兒乎變成炭狀：之后，樣品失重緩慢。圖5-4DA-2的TGA圖

Fig.5-4TheTGAdiagramofDA-2由圖5?4可見,在202.00-C之前，樣品失重約0.940%,主要是樣品失去所

含水分：在202.00'C?315.00C之間失重19.535%,本階段失重較慢：在315.00.C?500C之間失重約43.525%,在358.32*C時，失重速率達64.252%/min,約450,c時樣品兒乎變成炭狀：之后，樣品失重緩慢。圖5.3和圖54變化規(guī)律相似，說明在最佳聚合條件卜，兩引發(fā)體系的聚合產(chǎn)物熱失重規(guī)律基本相同，且該變化規(guī)律與理論值比較符合，說明所得PAM熱穩(wěn)定性較好。5.3單體殘留量測定在第三章和第四章比較各種聚合條件和雜質(zhì)對轉(zhuǎn)化率的影響時，采用的是常規(guī)化學(xué)法（見2.3.4）測定AM轉(zhuǎn)化率，該種測定方法雖然操作簡單、不需特殊儀器，但測雖精度很低，只能精確到小數(shù)點后一位，可以用來分析常規(guī)實驗中轉(zhuǎn)化率的變化趨勢，但遠不能達到食品級PAM要求的精度。所以選取了DA-1、DA.2、PMS-1.PMS-2R個典型的樣品，通過氣相色港分析精確測定AM的轉(zhuǎn)化率。采用Agilent5975GC-MS氣相色港儀，DB?530mX0.25mmX0.25um色譜柱，參考GB17514-1998測定PAM中單體AM的含量。具體測試標(biāo)準(zhǔn)見2.3.7。以卜是標(biāo)樣和試樣工作曲線：MOO?0OlOOOieoo1400icoo?OQ?oo400200T4>圖5-5丙烯醍胺標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.5-5ThegaschromatographystandardcurveofAM

得到AM標(biāo)準(zhǔn)曲線到坐標(biāo)軸而積為23535。圖5-6DA-1氣相色譜工作曲線Fig.5-6ThegaschromatographycurveofDA-1得到DA-1T作曲線到坐標(biāo)軸而枳為16891。另測得DA-1的固含量為93.7689%,樣品用量為0.1666g-計算得到DA-1的單體殘留量為0.0023%。圖5-7DA-2氣相色譜工作曲線Fig.5-7ThegaschromatographycurveofDA-2得到DA-2I作曲線到坐標(biāo)軸面積為11385O另測得DA-2的固含量為94.0275%,樣品用量為0.2230g-計算得到DA-2的單體殘留量為0.0012%。圖5-8PMS-1氣相色譜工作曲線

Fig.5-8ThegasdironiatographycurveofPMS-1得到PMS-1T作曲線到坐標(biāo)軸而積為11538o另測得PMS-1的固含量為93.8753%,樣品用量為0.1499g-計算得到PMS-1的單體殘留量為0.0017%。圖5-9PMS-2氣相色譜工作曲線

Fig.5-9ThegasdironiatographycurveofPMS-2得到PMS-2T作曲線到坐標(biāo)軸面積為8584o另測得PMS-2的固含量為93.4987%,樣品用量為0.0943g-計算得到PMS-2的單體殘留量為0.0021%。從以上氣相色譜分析數(shù)據(jù)可知，APS-DA和APS-PMS引發(fā)體系聚合的PAM轉(zhuǎn)化率都接近100%,達到了我國飲用水處理的標(biāo)準(zhǔn)（AM含量不超過0.05%）。5.4小結(jié)1、 采用APS-DA和APS-PMS兩種引發(fā)體系的聚合產(chǎn)物紅外光譜圖基本相同，通過分析，聚合產(chǎn)物主要成分為PAM,2、 采用APS-DA和APS-PMS兩種引發(fā)體系聚合的PAM的熱火重曲線都與PAM熱失重的理論值比較吻合。說明所得PAM熱穩(wěn)定性較好。3、 通過氣相色譜分析,精確測定了APS-DA和APS-PMS兩種引發(fā)體系條件卜的AM殘留雖，該值遠小于我國飲用水處理標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的AM允許俄高含柄。說明APS-DA和APS-PMS引發(fā)聚合的PAM在單體殘留方面達到了食品級的要求。1、 通過對兒種引發(fā)體系的比較，最終確定APSPMS為最佳引發(fā)體系，并確定該引發(fā)體系的最佳聚合條件為:單體濃度23%,采用APS(0.08%)-PMS(0.08%)引發(fā)體系，氛濃度0.2%,溫度為40C,聚合時fn|Sh.pH為10。在此條件卜分子量穩(wěn)定在1300-1500萬，轉(zhuǎn)化率接近100%，并且沒有不溶物。2、 在考察的兒種雜質(zhì)中(包括Cu2\Fe3\氫翎酸、丙烯臘、丙烯酸、3-羥基丙脂、乙臘、丙酮)只有Ci產(chǎn)對分子量影響很大，應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2ppm以內(nèi)：FeJ\氫M酸在考察范圍為對分子量無明顯影響，仃機雜質(zhì)在高濃度時才會造成分子量卜降，因此一般生產(chǎn)或科研中可不予考慮這些雜質(zhì)的影響：所有雜質(zhì)均沒有造成轉(zhuǎn)化率的明顯變化。3、 在低單體濃度或低溫斐合時分子量均達到1900萬左右，但此時存在其也方而的缺點，在以后的科研中可以探索避免這些缺點的方法，從而進一步提高分子量?！?/p>