高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺研究畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1選題的依據(jù)及意義1.1丙烯酰胺聚合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)丙烯酰胺聚合物(acrylamidepolymers)是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的統(tǒng)稱。工業(yè)上凡是含有50%以上丙烯酰胺(AM)單體結(jié)構(gòu)單元的聚合物，都泛稱聚丙烯酰胺。其他單體結(jié)構(gòu)單元含量不足5%的通常都視為聚丙烯酰胺的均聚物[1]。聚丙烯酰胺，polyacrylamide(PAM)，CASRN：[9003-05-8]，結(jié)構(gòu)式為：其中相對(duì)分子質(zhì)量是PAM的最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)。PAM在結(jié)構(gòu)上最基本的特點(diǎn)是：(1)分子鏈具有柔順性和分子形狀（即構(gòu)象）的易變性。如相對(duì)分子質(zhì)量710萬的PAM，其分子鏈伸直

2、后的長徑比高達(dá)105，相當(dāng)于直徑1mm、長100m的細(xì)絲。可以想象，這樣打長徑比的柔順性分子鏈?zhǔn)菢O易卷曲的，分子鏈之間也易發(fā)生纏結(jié)。(2)分子鏈上具有與丙烯酰胺單元數(shù)相同的側(cè)基—酰胺基，而酰胺基具有高極性、易形成氫鍵和高反應(yīng)活性。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予了PAM許多極有價(jià)值的應(yīng)用性能。如酰胺基的高極性使PAM具有良好的親水性和水溶性，其水凝膠親水而不溶于水；柔順的長鏈?zhǔn)筆AM水溶液具有高黏性和良好的流變調(diào)節(jié)性；酰胺基極易與水或含有—OH基團(tuán)的物質(zhì)（天然纖維、蛋白質(zhì)、土壤和礦物等）形成氫鍵，產(chǎn)生很強(qiáng)的吸附作用；酰胺基的高反應(yīng)活性可是PAM衍生出很多變性產(chǎn)物，拓寬了我們的應(yīng)用范圍。P

3、AM的結(jié)構(gòu)因素和其應(yīng)用性能之間的一般關(guān)系歸納于表1。由上可知，聚合物的結(jié)構(gòu)決定其性能和應(yīng)用效果，聚合物的應(yīng)用性能必須有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)作基礎(chǔ)。而現(xiàn)代技術(shù)水平已具備了對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控的能力。如改變相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、各功能基團(tuán)（如離子基團(tuán)及疏水締合基團(tuán)等）的類型及數(shù)量、側(cè)鏈長度、支化度和交聯(lián)度等。表1聚丙烯酰胺的物理化學(xué)性質(zhì)與應(yīng)用之間的一般關(guān)系丙烯酰胺聚合物的作用結(jié)構(gòu)因素應(yīng)用工業(yè)性質(zhì)分散助劑分散酰胺基造紙、紡織、醫(yī)藥表面涂布增加紙張干強(qiáng)造紙酰胺基鉆井泥漿地質(zhì)、石油黏附（結(jié)）離子基團(tuán)建材黏結(jié)建筑吸附性酰胺基水土保持農(nóng)業(yè)固體回收采礦、選礦線型長鏈污水治理環(huán)保絮凝酰胺基水的凈化公

4、用事業(yè)、養(yǎng)殖離子基團(tuán)助留和助濾造紙、選礦線型長鏈減阻消防、化工、艦船減阻高黏性流變控制離子基團(tuán)增稠三次采油交聯(lián)作用增稠、調(diào)劑三次采油增加紙張濕強(qiáng)造紙凝膠離子基團(tuán)固定土壤、保墑農(nóng)業(yè)、造林、改造沙漠表面涂層建筑交聯(lián)性交聯(lián)基團(tuán)保水、保液、保農(nóng)業(yè)植保高吸水性酰胺基溫尿布醫(yī)用輔材離子基團(tuán)生物惰性和體內(nèi)植入填充控酰胺基醫(yī)藥生物相容性釋藥物1.2研究高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的意義目前,操作簡便應(yīng)用廣泛的聚丙烯酰胺(PAM)的合成是采用水溶液聚合法,聚丙烯酰胺的相對(duì)分子質(zhì)量一般在1000萬以下。為了提高其相對(duì)分子質(zhì)量,國內(nèi)外許多學(xué)者通過改變聚合方法、引發(fā)體系做了大量工作,并取得了重大突破

5、,而且有許多專利與文章發(fā)表[2-5]。聚丙烯酰胺(PAM)是一類重要的水溶性高分子聚合物，具有優(yōu)良的物化性能，如增稠、絮凝沉降、過濾、降阻、穩(wěn)定、增黏和凈化等。由于它無毒、吸水性強(qiáng)、反應(yīng)活性高，能生產(chǎn)許多有用的后續(xù)加工產(chǎn)品，因而廣泛應(yīng)用于采油、選礦、造紙、生活用水凈化、工業(yè)廢水處理、洗煤、涂料和土壤保水等行業(yè)[6]。尤其在油田和水處理領(lǐng)域中，它的應(yīng)用更為廣泛。而作為驅(qū)油劑和絮凝劑來說，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量越高，其使用效果越好。因此近年來研究的重點(diǎn)大多集中在如何獲得高相對(duì)分子質(zhì)量的聚合物產(chǎn)品上。聚丙烯酰胺是水溶性聚合物中應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品之一，其高分子鍵上所帶的活性酰胺基團(tuán)，

6、陰離子羧基基團(tuán)可以和多種物質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)反應(yīng)，從而廣泛用于造紙、采油、水處理等行業(yè)，特別在我國三次采油中，(ECR)聚丙烯酰胺相對(duì)分子質(zhì)量要求1000萬以上，有些油層需要1500萬~2400萬。隨著油田的開發(fā)的進(jìn)程,油田對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量1700萬以上的高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺需求將越來越大，預(yù)計(jì)到2005年油田三次采油將需要聚丙烯酰胺10萬噸/年，其中相對(duì)分子質(zhì)量在1700萬以上的高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺需要5萬噸/年。因?yàn)橐渲葡嗤扯鹊木郾０啡芤?其相對(duì)分子質(zhì)量越高用量越少，且高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺具有溶解性好，穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，尤其是在油田配制溶液過程中，其耐鹽

7、性和抗剪切性明顯優(yōu)于普通的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。據(jù)資料表明，高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺和普通的聚丙烯酰胺相比可提高采收率2%~8%。目前，國內(nèi)一般相對(duì)分子質(zhì)量在1500萬以下，產(chǎn)品達(dá)不到控制粘度要求,質(zhì)量不穩(wěn)定，特別是過濾因子指標(biāo)達(dá)不到采油要求。需要從國外大量進(jìn)口。所以高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的不可制和工業(yè)化生產(chǎn)在國內(nèi)引起了極大的關(guān)注和投入[7]。目前世界上生產(chǎn)高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺主要有兩種方法：(1)丙烯酰胺均聚后水解法，(2)丙烯酰胺與丙烯酸共聚。這兩種方法都是在低溫下進(jìn)行(5℃~10℃)。雖然后水解法產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量高，但聚