具有窄分子量分布和立构规整性的水处理絮凝剂聚丙烯酰胺的合成

在开发新的原子转移自由基引发催化体系合成同时具有窄分子量分布和一定立构规整度的絮凝剂聚丙烯酰胺方面进行了探索。以氯乙酸作为引发剂,CuCl/四甲基乙二胺(TMEDA)为催化络合剂,在聚合体系中分别引入Lewis酸Y(OTf)3和AlCl3作为定向聚合控制剂,研究了Lewis酸的加入对最终产物的等规度和ATRP聚合进程的影响。通过探索反应物种配比、溶剂介质和温度对聚合的影响,得到了最优化的聚合结果:最终产物聚丙烯酰胺絮凝剂的立构规整度m~76%,分子量分布指数Mw/Mn~1.03。进一步动力学研究表明,在有Lewis酸参与的情况下,丙烯酰胺的聚合以ATRP机理进行。对所得的高聚物絮凝剂聚丙烯酰胺进行絮凝实验,结果显示,高分子絮凝剂的沉淀效率η值与高聚物的数均分子量Mn、分子量分布指数PDI值以及立构规整度m值有关,其中絮凝剂数均分子量Mn对絮凝效率起决定性作用,而且,絮凝剂具有较低的分子量分布指数PDI值和较大的立构规整度m都有利于絮凝效率的提高。