На правах рукописи САФИН АДЕЛЬ ГАББАСОВИЧ РАДИКАЛЬНАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ 2-АКРИЛАМИДО-2МЕТИЛПРОПАНСУЛЬФОКИСЛОТЫ И ЕЕ СОЛЕЙ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ 02. <...> Научный руководитель: Официальные оппоненты: - доктор химических наук профессор В.Ф. Куренков - доктор химических наук, профессор В.В. Михеев - кандидат химических наук С.В. Шулындин Ведущая организация: - Саратовский филиал Научноисследовательского института химии и технологии полимеров им. <...> Водорастворимые полимеры и сополимеры на основе 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты (Н-АМС) и её солей имеют высокую гидролитическую стойкость, устойчивость к высаждению металлов, солями растворимость двухвалентных в воде, смазывающие, термическую стабильность, флокулирующие, структурообразующие и загущающие свойства. <...> Обладая комплексом полезных свойств полимеры и сополимеры на основе Н-АМС и её солей находят применение в качестве флокулянтов, дисперсантов, антистатиков, многоцелевых добавок для топлив и масел, в производстве текстиля и бумаги, в медицине и др. <...> В связи с большой практической значимостью рассматриваемых полимеров представляются актуальными исследования перспективных и малоизученных методов их получения - радикальной полимеризацией в водных растворах и обратных эмульсиях. <...> При этом обеспечивается получение высокомолекулярных полимеров при использовании концентрированных растворов мономера, а в случае обратных эмульсий также обеспечивается легкое удаление выделяющегося при полимеризации тепла, проведение реакции в маловязких средах и получение латексов, которые легко концентрируются путем азеотропнои дистилляции и хорошо растворяются в воде. <...> Как показано в работах В.А.Кабанова и Д.А.Топчиева при (со)полимеризации слабых непредельных электролитов и в работах В.Ф.Куренкова и В.А.Мягченкова при (со)полимеризации сильных непредельных электролитов закономерности синтеза полиэлектролитов не могут быть описаны классической теорией <...>
Радикальная_полимеризация_2-акриламидо_2-метилпропансульфокислоты_и_ее_солей_в_различных_средах.pdf
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Водорастворимые полимеры и сополимеры на
основе 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты (Н-АМС) и её солей
имеют высокую гидролитическую стойкость, устойчивость к высаждению
металлов,
солями
растворимость
двухвалентных
в
воде,
смазывающие,
термическую стабильность,
флокулирующие,
структурообразующие и загущающие свойства. Обладая комплексом
полезных свойств полимеры и сополимеры на основе Н-АМС и её солей
находят применение в качестве флокулянтов, дисперсантов, антистатиков,
многоцелевых добавок для топлив и масел, в производстве текстиля и
бумаги, в медицине и др.
В связи с большой практической значимостью рассматриваемых
полимеров представляются актуальными исследования перспективных и
малоизученных методов их получения - радикальной полимеризацией в
водных растворах и обратных эмульсиях. При этом обеспечивается
получение
высокомолекулярных полимеров при использовании
концентрированных растворов мономера, а в случае обратных эмульсий
также обеспечивается легкое удаление выделяющегося при полимеризации
тепла, проведение реакции в маловязких средах и получение латексов,
которые легко концентрируются путем азеотропнои дистилляции и хорошо
растворяются в воде.
Как показано в работах В.А.Кабанова и Д.А.Топчиева при
(со)полимеризации слабых непредельных электролитов и в работах
В.Ф.Куренкова и В.А.Мягченкова при (со)полимеризации сильных
непредельных электролитов закономерности синтеза полиэлектролитов не
могут быть описаны классической теорией, не учитывающей влияние
среды на состояние ионогенных групп мономеров и полимеров. Поэтому
необычные закономерности полимеризации ионогенных мономеров также
обуславливают актуальность изучения радикальной полимеризации НАМС
и её солей в различных средах.
Целью данной работы было изучение основных закономерностей
радикальной полимеризации Н-АМС и ее одно- и двухвалентных солей в
водных и водно-солевых растворах и обратных эмульсиях с учетом
специфических особенностей состояния ионогенных групп мономеров и
полимером в исследуемых средах, а также определение возможности
осуществления управляемого синтеза сильных полиэлектролитов при
варьировании параметров реакционной системы.
Для достижения данной цели были поставлены следующие
основные задачи:
- изучить кинетические закономерности радикальной полимеризации НАМС
и ее солей в водных растворах, оценить влияние ионной силы
раствора, а также природы катиона на полимеризацию одно- и
двухвалентных солей Н-АМС в водно-солевых средах;
3
Стр.3
- изучить флокулирующие и термические свойства полимеров Н-АМС и
ее одно- и двухвалентных солей;
- изучить кинетические закономерности полимеризации Н-АМС и ее солей
в обратных эмульсиях, определить коллоидные характеристики водногептановых
эмульсий при полимеризации солей Н-АМС;
электростатических взаимодействий реагирующих частиц в реакционной
среде.
в
исследуемых
средах,
определяющих
регулируемыми молекулярными характеристиками.
Установлено влияние ионной силы растворов и природы катиона у
В результате установлена возможность получения полимеров с
двухвалентных солей Н-АМС и установлена взаимосвязь исследованных
свойств полимеров от природы катиона.
высокомолекулярных полимеров Н-АМС и ее солей с заданными
характеристиками путем варьирования условий процесса радикальной
полимеризации в водных и водно-солевых растворах, а также в обратных
эмульсиях. Установлена высокая термическая стойкость поли-2криламидо-2-метилпропансульфокислоты
(Н-ПАМС) и ее солей, что
предопределяет возможность применения полимеров при повышенных
температурах. Выявлена высокая флокулирующая активность Н-ПАМС и ее
солей, что позволяет использовать данные полимеры как эффективные
флокулянты для разделения минеральных суспензий, а также для очистки
природных вод.
Практическая ценность. Установлена
возможность
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 статей и 7
тезисов докладов.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на: - научной
сессии, посвященной памяти проф. И.М.Шермергорна. КГТУ, г. Казань,
1997 г.; - XXX и XXXI студенческих научных конференциях, ЧувГУ,
г.Чебоксары 1996 и 1997 г.г.; - восьмой и девятой международных
конференциях молодых ученых, КГТУ, г. Казань 1996 и 1998 г.г.; - XVI
Менделеевском съезде по общей и прикладной химии. г.Москва - 1998 г.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 149 страницах
машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, списка
цитируемой литературы, содержащего 87 наименований и списка
публикаций автора. Диссертация включает 31 таблицу и 53 рисунка.
получения
солей Н-АМС на радикальную полимеризацию в различных средах.
Впервые показаны термические и флокулирующие свойства одно- и
Научная новизна. Впервые изучены основные закономерности радикальной
полимеризации Н-АМС и ее одно- и двухвалентных солей в водных и
водно-солевых растворах и обратных эмульсиях. С учетом
специфических особенностей состояния ионогенных групп мономеров и
полимеров
характер
4
Стр.4