MnCl2/NaHSO3引發(fā)丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚反應(yīng)

羅源皓，林 凌，羅平亞

（西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500）

MnCl2/NaHSO3引發(fā)丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚反應(yīng)

羅源皓，林 凌，羅平亞

（西南石油大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610500）

以丙烯酰胺（AM）與二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）為單體，MnCl2/NaHSO3為引發(fā)體系，通過(guò)水溶液聚合得到AM/DMDAAC共聚物；利用IR和1H NMR等方法分析共聚物的結(jié)構(gòu)，考察了反應(yīng)條件對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響。表征結(jié)果顯示，AM/DMDAAC共聚物為目標(biāo)產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，合成AM/DMDAAC共聚物適宜的反應(yīng)條件為：引發(fā)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間4 h、n（AM）∶n（DMDAAC）=5∶1、單體用量25%（w）（基于反應(yīng)體系質(zhì)量）、n（MnCl2）∶n（NaHSO3）=1∶1、引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的0.1%、引發(fā)劑采取固體投料方式。在該反應(yīng)條件下，AM/DMDAAC共聚物的特性黏數(shù)為4.92 dL/g、陽(yáng)離子度為11.30%、收率為45.66%。將MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系與過(guò)硫酸銨復(fù)配引發(fā)共聚，能進(jìn)一步提高AM/DMDAAC共聚物的收率、特性黏數(shù)和陽(yáng)離子度。

丙烯酰胺；二甲基二烯丙基氯化銨；MnCl2/NaHSO3；共聚；引發(fā)劑

目前，國(guó)內(nèi)合成丙烯酰胺（AM）/二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）共聚物的方法主要包括水溶液聚合、乳液聚合和懸浮聚合。水溶液聚合因成本低、工藝簡(jiǎn)單、操作安全方便和無(wú)需回收溶劑等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用［1］。水溶液聚合多采用（NH4）2S2O8/NaHSO3、K2S2O8/NaHSO3、偶氮二異丁脒二鹽酸鹽/NaHSO3和過(guò)氧化苯甲酰（BPO）等引發(fā)體系。張躍軍等［2］采用（NH4）2S2O8/NaHSO3引發(fā)體系，制得陽(yáng)離子度分別為5%，10%，20%，30%，50%的AM/DMDAAC共聚物，特性黏數(shù)分別為17.0，15.0，11.6，9.0，6.2 dL/g。該方法工藝簡(jiǎn)單，易于工業(yè)化，但并未報(bào)道產(chǎn)物的陽(yáng)離子度。石油勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院油田化學(xué)研究所［3］采用過(guò)硫酸鹽、N-甲基乙烯亞胺、尿素、甲醛和次亞硫酸氫鈉的多元復(fù)合氧化還原引發(fā)體系，獲得陽(yáng)離子度分別為0.44%，4.8%，15.8%，特性黏數(shù)分別為20.5，18.32，16.8 dL/g的AM/DMDAAC共聚物，該方法對(duì)原料單體的純度要求很高，需精制提純，且引發(fā)體系配方復(fù)雜，無(wú)法滿足工業(yè)應(yīng)用需求。于兵川等［4］采用聚酰胺-胺類大分子-過(guò)硫酸鈉引發(fā)體系引發(fā)AM/DMDAAC共聚，得到特性黏數(shù)為15.3 dL/g、陽(yáng)離子度為8.7%的AM/DMDAAC共聚物，收率為87.2%，此方法同樣對(duì)DMDAAC純度要求很高，需蒸餾吸附提純，而且水溶性偶氮類復(fù)合引發(fā)劑的成本較高，不利于工業(yè)化應(yīng)用。綜上所述，無(wú)論采用單引發(fā)體系還是復(fù)配引發(fā)體系合成高陽(yáng)離子度AM/DMDAAC共聚物時(shí)，均對(duì)原料和引發(fā)條件要求苛刻，而且需采用添加助劑、多次投料和通氮除氧等輔助手段，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝復(fù)雜化和成本升高。

研究表明，d區(qū)元素Mn，F(xiàn)e，Ni，Zn，Cu的二價(jià)鹽與NaHSO3組成的引發(fā)體系能在常溫空氣氣氛下引發(fā)AM聚合，反應(yīng)8 h的收率高于99%［5-6］。其中，Mn2+/NaHSO3引發(fā)體系得到的聚丙烯酰胺的相對(duì)分子質(zhì)量最高，反應(yīng)4 h可達(dá)（5～9）×109。該體系的引發(fā)機(jī)理是Mn2+與O2形成活性絡(luò)合物，促使O2和NaHSO3反應(yīng)產(chǎn)生自由基，從而引發(fā)單體聚合［7］。Mn2+可提高NaHSO3的分解速率和單體的聚合速率，縮短誘導(dǎo)期，使反應(yīng)體系在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高收率［8］。但該引發(fā)體系用于二元共聚的研究很少［9］，尚無(wú)應(yīng)用在AM/DMDAAC共聚反應(yīng)的報(bào)道。

鑒于Mn2+-NaHSO3-O2引發(fā)體系的引發(fā)條件溫和，本工作以AM和DMDAAC為單體，采用MnCl2/ NaHSO3引發(fā)體系，通過(guò)水溶液聚合得到AM/ DMDAAC共聚物。采用IR和1H NMR等方法分析AM/DMDAAC共聚物的結(jié)構(gòu)，考察了反應(yīng)條件對(duì)共聚物特性黏數(shù)、陽(yáng)離子度和收率的影響。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

AM、MnCl2·4H2O、NaHSO3、過(guò)硫酸銨（APS）、偶氮二異丁腈（AIBN）、BPO、無(wú)水乙醇：AR，成都科龍化工試劑廠；DMDAAC溶液（60%（w））：AR，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

IR譜圖由北京瑞利分析儀器有限公司W(wǎng)QF-520型紅外光譜儀測(cè)得；1H NMR譜圖由瑞士Bruker公司Avance Ⅲ HD 400型核磁共振波譜儀測(cè)得，溶劑為D2O。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 AM/DMDAAC共聚物的合成

將一定量的AM和DMDAAC溶于去離子水中，升至設(shè)定溫度，然后依次加入引發(fā)劑MnCl2和NaHSO3進(jìn)行聚合。反應(yīng)一段時(shí)間后，得到透明的膠狀物，反應(yīng)結(jié)束。將聚合物剪碎，用無(wú)水乙醇多次提純，粉碎、過(guò)濾后于55 ℃下真空干燥24 h，即得到AM/DMDAAC共聚物。

1.2.2 聚合物性能測(cè)試

聚合物陽(yáng)離子度由滴定法［10］測(cè)得；聚合物特性黏數(shù)按GB/T 12005.1—1989［11］規(guī)定的方法測(cè)得；聚合物收率（Y）按Y=m/m0×100%計(jì)算。式中，m為聚合物實(shí)際質(zhì)量，g；m0為單體總質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與討論

2.1 結(jié)構(gòu)表征

2.1.1 IR表征結(jié)果

AM/DMDAAC共聚物的IR譜圖見(jiàn)圖1。從圖1可看出，3 425 cm-1處為—NH2的伸縮振動(dòng)吸收峰；3 137 cm-1處為吸附水中—OH的伸縮振動(dòng)吸收峰與AM/DMDAAC共聚物中—NH的伸縮振動(dòng)吸收峰的疊加峰［12］；2 926，1 454 cm-1處分別為—CH2的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)和彎曲振動(dòng)吸收峰［13］；2 789 cm-1處為DMDAAC結(jié)構(gòu)單元中與—N+相連的—CH3的伸縮振動(dòng)吸收峰［14］；1 651 cm-1處為酰胺基團(tuán)中—C＝O的伸縮振動(dòng)吸收峰；1 400 cm-1處為DMDAAC中五元氮雜環(huán)的伸縮振動(dòng)吸收峰［15］。

圖1 AM/DMDAAC共聚物的IR譜圖Fig.1 IR spectrum of AM/DMDAAC copolymer.AM：acrylamide；DMDAAC：dimethyl diallyl ammonium chloride.

2.1.21H NMR表征結(jié)果

AM/DMDAAC共聚物的1H NMR譜圖見(jiàn)圖2。從圖2可看出，化學(xué)位移δ為1.590，1.715處對(duì)應(yīng)的峰為碳鏈上亞甲基—CH2（a）的質(zhì)子峰；而碳鏈上次甲基—CH（b）的質(zhì)子峰位于δ為2.125，2.274處；δ為2.947，3.062，3.158處對(duì)應(yīng)的峰為DMDAAC單元中與—N+相連的甲基—CH3（d）的質(zhì)子峰；δ為3.814，3.833處對(duì)應(yīng)的峰是與—N+相連的亞甲基—CH2（c）的質(zhì)子峰［16］。

IR和1H NMR表征結(jié)果均顯示單體AM和DMDAAC通過(guò)MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系引發(fā)合成了AM/DMDAAC共聚物。

圖2 AM/DMDAAC共聚物的1H NMR譜圖Fig.21H NMR spectrum of the AM/DMDAAC copolymer.

2.2 反應(yīng)條件對(duì)共聚物性能的影響

2.2.1 單體用量的影響

單體用量對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)圖3。

圖3 單體用量對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Fig.3 Efects of monomer dosage on the properties of the AM/DMDAAC copolymer.Reaction conditions：n(AM)∶n(DMDAAC)=5∶1，n(MnCl2)∶n(NaHSO3)=1∶1，w(initiator) =0.1%(based on the mass of the monomers)，30 ℃，4 h.● Yield；▼ Cationicity；■ Intrinsic viscosity

從圖3可看出，隨溶液中單體用量的增大，AM/DMDAAC共聚物的收率增大，但共聚物的特性黏數(shù)和陽(yáng)離子度呈先增后降的趨勢(shì)。當(dāng)單體用量為25%（w）（基于體系質(zhì)量）時(shí)，共聚物的特性黏數(shù)為4.92 dL/g，陽(yáng)離子度為11.30%。這是因?yàn)?，單體用量越大，單體向自由基活性中心的擴(kuò)散速率越快，有利于自由基引發(fā)單體聚合，聚合物的特性黏數(shù)增大。但當(dāng)單體用量過(guò)大時(shí)，聚合反應(yīng)速率過(guò)快，聚合釋放的熱量無(wú)法及時(shí)擴(kuò)散，使聚合體系升溫，加快了自由基活性中心向溶劑、引發(fā)劑及單體等物質(zhì)的鏈轉(zhuǎn)移速率，導(dǎo)致生成的共聚物特性黏數(shù)降低。因此，適宜的單體用量為25%（w）。

2.2.2 單體配比的影響

單體配比對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)圖4。從圖4可看出，隨n（AM）∶n（MDAAC）的增大，AM/DMDAAC共聚物的收率和特性黏數(shù)增大，而陽(yáng)離子度呈降低的趨勢(shì)。因?yàn)锳M和DMDAAC在水溶液中共聚時(shí)競(jìng)聚率分別為4.60和0.39［17］，AM的活性遠(yuǎn)大于DMDAAC的活性，故AM用量增大時(shí)，有利于AM大量進(jìn)入AM/ DMDAAC共聚物分子鏈，使產(chǎn)物特性黏數(shù)增大，收率增大，但同時(shí)陽(yáng)離子單元占比相應(yīng)下降，陽(yáng)離子度下降。因此，適宜的單體配比為n（AM）∶n（MDAAC）=5∶1。

圖4 單體配比對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Fig.4 Efects of molar ratio of the monomers on the properties of the AM/DMDAAC copolymer.Reaction conditions：w(monomers) =25%(based on the mass of the system)，n(MnCl2)∶n(NaHSO3)=1∶1，w(initiator)=0.1%，30 ℃，4 h.● Yield；▼ Cationicity；■ Intrinsic viscosity

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間的影響

反應(yīng)時(shí)間對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)圖5。從圖5可看出，隨反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，AM/ DMDAAC共聚物的收率增大，陽(yáng)離子度降低，特性黏數(shù)先增后降；反應(yīng)進(jìn)行12 h以后，收率、陽(yáng)離子度和特性黏數(shù)均趨于平緩。由于AM的活性和用量均高于DMDAAC，因此AM的轉(zhuǎn)化率在反應(yīng)各階段均高于DMDAAC，隨反應(yīng)的進(jìn)行，單體濃度逐漸降低，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量不斷上升，溶液黏度不斷增大，自由基和單體的擴(kuò)散速率不斷降低，鏈增長(zhǎng)速率放緩，鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止速率增大［18］；同時(shí)，部分分子鏈由于交聯(lián)而不溶于水，導(dǎo)致聚合物的特性黏數(shù)降低。因此，適宜的反應(yīng)時(shí)間為4 h。

圖5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Fig.5 Efects of reaction time on the properties of the AM/DMDAAC copolymer.Reaction conditions：n(AM)∶n(DMDAAC)=5∶1，w(monomers)=25%，n(MnCl2)∶n(NaHSO3)=1∶1，w(initiator)=0.1%，30 ℃.● Yield；▼ Cationicity；■ Intrinsic viscosity

2.2.4 引發(fā)溫度的影響

引發(fā)溫度對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)圖6。

圖6 引發(fā)溫度對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Fig.6 Efects of temperature on the properties of the AM/DMDAAC copolymer.Reaction conditions：n(AM)∶n(DMDAAC)=5∶1，w(monomers)=25%，n(MnCl2)∶n(NaHSO3)=1∶1，w(initiator)=0.1%，4 h.● Yield；▼ Cationicity；■ Intrinsic viscosity

從圖6可看出，隨引發(fā)溫度的升高，AM/ DMDAAC共聚物收率不斷增大，陽(yáng)離子度和特性黏數(shù)相應(yīng)降低。升溫有利于引發(fā)劑分解生成自由基引發(fā)鏈增長(zhǎng)，同時(shí)降低體系黏度，提高單體擴(kuò)散速率和參與鏈增長(zhǎng)的幾率，宏觀表現(xiàn)為收率增大。另一方面，DMDAAC結(jié)構(gòu)單元中C—H鍵較活潑，H原子易被自由基取代發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移；升溫提高自由基的活性，促進(jìn)鏈轉(zhuǎn)移，使鏈增長(zhǎng)提前終止，導(dǎo)致特性黏數(shù)降低。同時(shí)，由于AM活性遠(yuǎn)高于DMDAAC，升溫利于AM單體參與共聚，但陽(yáng)離子度相應(yīng)降低。故適宜的引發(fā)溫度為30 ℃。

2.2.5 引發(fā)劑用量的影響

引發(fā)劑用量對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)圖7。從圖7可看出，隨引發(fā)劑用量增大，AM/ DMDAAC共聚物收率增大，特性黏數(shù)降低，陽(yáng)離子度先增后減。引發(fā)劑用量增大，所提供的自由基濃度相應(yīng)增大，聚合速率加快，單體參與鏈增長(zhǎng)的幾率變大，因此收率增大。但相鄰自由基偶合終止和發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移的幾率也相應(yīng)增大，故特性黏數(shù)降低。自由基含量的增大也提高了DMDAAC和AM參與鏈增長(zhǎng)的概率，當(dāng)引發(fā)劑用量達(dá)到0.1%（w）（基于單體質(zhì)量）后，產(chǎn)物的陽(yáng)離子度變化幅度較小。因此，適宜的引發(fā)劑用量為0.1%（w）。

圖7 引發(fā)劑用量對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Fig.7 Efects of the initiator dosage on the properties of the AM/DMDAAC copolymer.Reaction conditions：n(AM)∶n(DMDAAC)=5∶1，w(monomers)=25%，n(MnCl2)∶n(NaHSO3)=1∶1，30 ℃，4 h.● Yield；▼ Cationicity；■ Intrinsic viscosity

2.2.6 引發(fā)劑配比的影響

引發(fā)劑配比對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)圖8。從圖8可看出，隨n（MnCl2）∶n（NaHSO3）的增大，AM/DMDAAC共聚物收率降低，特性黏數(shù)增大；陽(yáng)離子度在n（MnCl2）∶n（NaHSO3）=1∶1時(shí)達(dá)到最佳；n（MnCl2）∶n（NaHSO3）繼續(xù)增大，陽(yáng)離子度略有下降然后趨于穩(wěn)定，保持在11%左右。由自由基聚合規(guī)律可知，MnCl2與NaHSO3的用量相差越大，生成的自由基數(shù)目越少，雙自由基偶合終止的概率減小，因而表現(xiàn)為單鏈變長(zhǎng)，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量增加，特性黏數(shù)增大；但自由基數(shù)量減少不利于引發(fā)單體參與聚合反應(yīng)，故聚合物的收率降低。因此，適宜的引發(fā)劑配比為n（MnCl2）∶n（NaHSO3）=1∶1。

圖8 引發(fā)劑配比對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Fig.8 Efects of the initiator molar ratio on the properties of the AM/DMDAAC copolymer.Reaction conditions：n(AM)∶n(DMDAAC)=5∶1，w(monomers)=25%，w(initiator)=0.1%，30 ℃，4 h.● Yield；▼ Cationicity；■ Intrinsic viscosity

2.2.7 引發(fā)劑加料方式的影響

引發(fā)劑加料方式對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響見(jiàn)表1。從表1可看出，采用滴加引發(fā)劑方式制備的AM/DMDAAC共聚物的特性黏數(shù)和陽(yáng)離子度較高。這是因?yàn)?，采用連續(xù)滴加方式時(shí)，體系中自由基的濃度較穩(wěn)定，有利于鏈增長(zhǎng)；但MnCl2/ NaHSO3的引發(fā)速率極快，分子鏈增長(zhǎng)迅速，反應(yīng)時(shí)間超過(guò)240 s后體系黏度增大至無(wú)法攪拌，導(dǎo)致后續(xù)添加的引發(fā)劑無(wú)法均勻分散，因此收率較低。采用一次性投入固態(tài)引發(fā)劑的方式時(shí)，引發(fā)劑的溶解受體系黏度急劇增長(zhǎng)的影響較小，故溶液中自由基濃度較高，AM/DMDAAC共聚物的收率相應(yīng)也較高。在聚合引發(fā)溫度30 ℃、反應(yīng)時(shí)間4 h，n（AM）∶n（DMDAAC）=5∶1、單體用量25%（w）、引發(fā)劑配比n（MnCl2）∶n（NaHSO3）=1∶1、引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的0.1%的條件下，引發(fā)劑采取固體投料方式得到的AM/DMDAAC共聚物特性黏數(shù)為4.92 dL/g、陽(yáng)離子度為11.30%、收率為45.66%。

2.3 MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系與傳統(tǒng)引發(fā)體系的對(duì)比

不同引發(fā)體系所得AM/DMDAAC共聚物的性能見(jiàn)表2。從表2可看出，相比傳統(tǒng)的APS/NaHSO3引發(fā)體系，MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系制備的AM/ DMDAAC共聚物的特性黏數(shù)和陽(yáng)離子度較高，但收率較低。

表1 引發(fā)劑加料方式對(duì)AM/DMDAAC共聚物性能的影響Table 1 Efect of feeding modes of initiator on the properties of the AM/DMDAAC copolymer

表2 不同引發(fā)體系所得AM/DMDAAC共聚物的性能Table 2 Properties of the AM/DMDAAC copolymers synthesized with diferent initiator systems

MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系與其他引發(fā)劑復(fù)配的效果見(jiàn)表3。從表3可看出，將低溫引發(fā)體系MnCl2/NaHSO3與高溫引發(fā)劑BPO和AIBN復(fù)配，能夠提高AM/DMDAAC共聚物的特性黏數(shù)和陽(yáng)離子度，但不利于提高收率。將MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系與中低溫引發(fā)劑APS復(fù)配，能同時(shí)改善AM/DMDAAC共聚物的特性黏數(shù)、陽(yáng)離子度和收率。

表3 MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系與其他引發(fā)劑復(fù)配的效果Table 3 Results using MnCl2/NaHSO3with other initiators

3 結(jié)論

1）MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系能夠引發(fā)AM/ DMDAAC共聚。MnCl2/NaHSO3引發(fā)體系引發(fā)合成AM/DMDAAC共聚物的適宜條件為：聚合引發(fā)溫度30℃、反應(yīng)時(shí)間4 h、n（AM）∶n（DMDAAC）=5∶1、單體用量25%（w）、引發(fā)劑配比n（MnCl2）∶n（NaHSO3）=1∶1、引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的0.1%、引發(fā)劑采取固體投料方式。在該反應(yīng)條件下，AM/DMDAAC共聚物的特性黏數(shù)為4.92 dL/ g、陽(yáng)離子度為11.30%、產(chǎn)物收率為45.66%。

2）與APS/NaHSO3引發(fā)體系相比，MnCl2/ NaHSO3引發(fā)體系制備的AM/DMDAAC共聚物陽(yáng)離子度和特性黏數(shù)均較高，但收率較低。將MnCl2/NaHSO3與APS適當(dāng)復(fù)配，能同時(shí)提高AM/ DMDAAC共聚物的陽(yáng)離子度、特性黏數(shù)和收率。

［1］ 畢可臻，張躍軍. 二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酰胺共聚物的合成研究進(jìn)展［J］. 精細(xì)化工，2008，25（8）：799 - 805.

［2］ 張躍軍，畢可臻，邢云杰，等. 幾種陽(yáng)離子度PDA共聚物的合成［J］. 精細(xì)化工，2007，24（6）：592 - 595.

［3］ 石油勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院油田化學(xué)研究所. 高分子量陽(yáng)離子聚合物的制備：1246487［P］. 2000-03-08.

［4］ 于兵川，吳洪特，張萬(wàn)忠. 高純度氯化二甲基二烯丙基銨的合成及其與丙烯酰胺共聚反應(yīng)的研究［J］. 石油化工，2005，34（8）：761 - 765.

［5］ 胡星琪，賀炳健. （Cu2+，Ni2+）-NaHSO3二元引發(fā)劑引發(fā)的丙烯酰胺聚合反應(yīng)［J］. 高分子材料科學(xué)與工程，1993（3）：136 - 139.

［6］ 胡星琪，趙金鈺，王曉鴻. （Fe++、Zn++、Mn++）-NaHSO3二元引發(fā)劑引發(fā)的丙烯酰胺聚合反應(yīng)［J］. 高分子材料科學(xué)與工程，1990 （4）：93 - 95.

［7］ 丁偉. 丙烯酰胺類聚合物合成及性能研究［D］. 大慶：大慶石油學(xué)院，2006.

［8］ 姚克俊，葉傳耀. 水溶性聚合物的研究——聚丙烯酸鈉的合成［J］. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1987，22（2）：90 - 96.

［9］ 胡星琪，李虹，周紅霞，等. 陽(yáng)離子單體TEAA和DEBAA的制備及與AM的共聚［J］. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)：工程科學(xué)版，2001，33（4）：74 - 77.

［10］ 趙華章，岳欽艷，高寶玉，等. 陽(yáng)離子型高分子絮凝劑PDMDAAC與P（DMDAAC-AM）的合成及分析［J］. 精細(xì)化工，2001，18（11）：645 - 649.

［11］ 全國(guó)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì). GB/T 12005.1—1989 聚丙烯酰胺特性粘數(shù)測(cè)定方法［S］. 北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社， 1990.

［12］ 王曉娜. 分散聚合法合成陽(yáng)離子型有機(jī)高分子絮凝劑PDMDAAC-AM的研究［D］. 濟(jì)南：山東大學(xué)，2011.

［13］ Socrates G. Infrared and Raman characteristic group frequencies：Tables and charts［M］. New York：John Wiley & Sons，2004.

［14］ Wang Xiaona，Yue Qinyan，Gao Baoyu，et al. Dispersion copolymerization of acrylamide and dimethyl diallyl ammoni-um chloride in ethanol-water solution［J］. J Appl Polym Sci，2011，20（3）：1496-1502.

［15］ 呂生華，馬建中，呂慶強(qiáng)，等. 二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺共聚物的結(jié)構(gòu)表征及應(yīng)用［J］. 精細(xì)化工，2000，17（7）：386 - 387.

［16］ 榮國(guó)斌. 波譜數(shù)據(jù)表—有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)解析［M］. 上海：華東理工大學(xué)出版社，2002.

［17］ 馬喜平，王愛(ài)民，胡星琪，等. DM-AM、TM-AM共聚反應(yīng)競(jìng)聚率［J］. 高分子材料科學(xué)與工程，1997，13（5）：27 -31.

［18］ 張萬(wàn)忠，喬學(xué)亮，陳建國(guó)，等. 水溶性偶氮引發(fā)體系引發(fā)DMDAAC-AM共聚合［J］. 應(yīng)用化學(xué)，2005，27（7）：749 - 753.

（編輯 鄧曉音）

Copolymerization of acrylamide and dimethyl diallyl ammonium chloride with MnCl2/NaHSO3as initiator

Luo Yuanhao，Lin Ling，Luo Pingya
（College of Chemistry and Chemical Engineering，Southwest Petroleum University，Chengdu Sichuan 610500，China）

A copolymer of acrylamide(AM)/dimethyl diallyl ammonium chloride(DMDAAC) was synthesized from AM and DMDAAC through water solution copolymerization with MnCl2/NaHSO3as initiator. The copolymer was characterized by means of IR and1H NMR. The effects of reaction conditions on the properties of the copolymer were investigated. It was indicated that，under the optimal reaction conditions of initiating temperature 30 ℃，reaction time 4 h，n(AM)∶n(DMDAAC) 5∶1，monomer dosage 25%(w)(based on the mass of the reaction system)，n(MnCl2)∶n(NaHSO3) 1∶1，initiator dosage 0.1% (based on the mass of the monomers) and solid feeding，the yield，intrinsic viscosity and cationicity of the AM/DMDAAC copolymer were 45.66%，4.92 dL/g and 11.30%，respectively. Compound initiators consisting of MnCl2/NaHSO3and ammonium persulphate could be used to improve the yield，intrinsic viscosity and cationicity of the AM/DMDAAC copolymer.

acrylamide；dimethyl diallyl ammonium chloride；MnCl2/NaHSO3；copolymerization；initiator

1000 - 8144（2016）10 - 1215 - 07

TQ 326.4

A

10.3969/j.issn.1000-8144.2016.10.011

2016 - 04 - 26；［修改稿日期］ 2016 - 08 - 07。

羅源皓（1992—），男，四川省成都市人，碩士生，電郵 haolyeureka@163.com。聯(lián)系人：林凌，電郵 cowbolinling@aliyun.com。