水溶性高分子
1.聚乙二醇
系列产品无毒、无刺激性，味微苦，具有良好的水溶性，并与许多有机物组份有良好的相溶性。它们具有优良的润滑性、保湿性、分散性、粘接剂、抗静电剂及柔软剂等，在化妆品、制药、化纤、橡胶、塑料、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业中均有着极为广泛的应用。
熔点64-66℃
沸点>250℃
密度 1.27 g/mL at 25℃
蒸气密度>1 (vs air)
蒸气压<0.01 mm Hg ( 20℃)
折射率n=1.469
闪点270℃
储存条件2-8℃
溶解度H
澄清, 无色
2O: 50 mg/mL,
形态粘稠液体→蜡状固体
敏感性吸湿性
Merck 147568
稳定性稳定，会被强氧化剂氧化
依相对分子质量不同而性质不同，从无色无臭黏稠液体至蜡状固体。分子量200～600者常温下是液体，分子量在600以上者就逐渐变为半固体状，随着平均分子量的不同，性质也有差异。从无色无臭粘稠液体至蜡状固体。随着分子量的增大，其吸湿能力相应降低。本品溶于水、乙醇和许多其它有机溶剂。蒸气压低，对热、酸、碱稳定。与许多化学品不起作用。有良好的吸湿性、润滑性、粘结性。无毒，无刺激。平均分子量300，n=5～5.75，熔点-15～8℃，相对密度1.124～1.130。平均分子量600，n=12～13，熔点20 ～25℃，闪点246℃，相对密度1.13 (20℃)。平均分子量4000，n=70～85，熔点53～56℃。
在一般条件下，聚乙二醇是很稳定的，但在120℃或更高的温度下它能与空气中的氧发生作用。在惰性气氛中(如氮和二氧化碳)，它即使被加热至200～240℃也不会发生变化，当温度升至300℃会发生热裂解。加入抗氧化剂，如质量分数为0.25%～0.5%的吩噻嗪，可提高它的化学稳定性。它的任何分解产物都是挥发性的，不会生成硬壳或粘泥状的沉淀物。
聚乙二醇为环氧乙烷水解产物的聚合物，无毒、无刺激性，广泛应用于各种药物制剂中。低分子量的聚乙二醇毒性相对较大，综合来看，二醇类的毒性相当低。局部应用聚乙二醇特别是黏膜给药可导致刺激性疼痛。在外用洗剂中，本品能增加皮肤的柔韧性，并具有与甘油类似的保湿作用。大剂量口服可出现腹泻。在注射剂中，最大的聚乙二醇300浓度约为30%(V/V)，浓度大于40%(V/V)可出现溶血现象。
聚环氧乙烷与水的加聚物。分子量在700以下者，在20℃时为无色无臭不挥发粘稠液体，略有吸水性。分子量在700～900之间者为半固体。分子量1000及以上者为浅白色蜡状固体或絮片状石蜡或流动性粉末。混溶于水，溶于许多有机溶剂，如醇、酮、氯仿、甘油酯和芳香烃等；不溶于大多数脂肪烃类和乙醚。
随着分子量的提高，其水溶性、蒸汽压、吸水性和有机溶剂的溶解度等相应下降，而凝
固点、相对密度、闪点和粘度则相应提高。对热稳定，与许多化学品不起作用，不水解。
2.聚乙烯醇
有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水(95℃以上），不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。
白色片状、絮状或粉末状固体，无味。
聚乙烯醇的物理性质受化学结构、醇解度、聚合度的影响。在聚乙烯醇分子中存在着两种化学结构，即1,3和1,2乙二醇结构，但主要的结构是1,3乙二醇结构，即“头·尾”结构。聚乙烯醇的聚合度分为超高聚合度（分子量25～30万）、高聚合度（分子量17－22万）、中聚合度（分子量12～15万）和低聚合度〔2．5～3.5万〕。醇解度一般有78%、88%、98%三种。部分醇解的醇解度通常为87%～89%，完全醇解的醇解度为98%～100%。常取平均聚合度的千、百位数放在前面，将醇解度的百分数放在后面，如17－88即表聚合度为1700,醇解度为88%。一般来说，聚合度增大，水溶液粘度增大，成膜后的强度和耐溶剂性提高，但水中溶解性、成膜后伸长率下降。聚乙烯醇的相对密度(25℃/4℃）1．27～1．31（固体）、1．02(10%溶液），熔点230 ℃，玻璃化温度75～85℃，在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化。加热至160～170℃脱水醚化，失去溶解性，加热到200 ℃开始分解。超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。折射率1. 49～1. 52,热导率0．2w/(m·K)，比热容1～5J/(kg·K)，电阻率(3．1～3. 8)×10Ω·cm。溶于水，为了完全溶解一般需加热到65～75℃。不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。120～150℃可溶于甘油．但冷至室温时成为胶冻。溶解聚乙烯醇应先将物料在搅拌下加入室温水中．分散均匀后再升温加速溶解，这样可以防止结块，影响溶解速度。聚乙烯醇水溶液(5%）对硼砂、硼酸很敏感，易引起凝胶化，当硼砂达到溶液质量的1%时，就会产生不可逆的凝胶化。铬酸盐、重铬酸盐、高锰酸盐也能使聚乙烯醇凝胶。PVA 17－88水溶液在室温下随时间粘度逐渐增大．但浓度为8%时的粘度是绝对稳定的，与时间无关，届特殊现象c聚乙烯醇成膜性好，对除水蒸气和氨以外的许多气体有高度的不适气性。耐光性好，不受光照影响。通明火时可燃烧，有特殊气味。水溶液在贮存时，有时会出现毒变。无毒，对人体皮肤无刺激性。
用作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化稳定剂。用于制造水溶性胶粘剂。用作淀粉胶粘剂的改性剂。还可用于制备感光胶和耐苯类溶剂的密封胶。也用作脱模剂，分散剂等。贮存于阴凉、干燥的库房内．防潮，防火。
聚乙烯醇17－92简称PVA 17－92,白色颗粒或粉末状。易溶于水，溶解温度75～80℃。其他性能基本与PVA17－88相同。用作乳液聚合的乳化稳定剂。用于制造水溶性胶粘剂。贮存于阴凉、干燥的库房内，防火、防潮，
聚乙烯醇17－99又称浆纱树脂(Sizing resin)，简称PVA17－99。白色或微黄色粉末或絮状物固体。玻璃化温度85℃，皂化值3～12mgKOH/g。溶于90～95℃的热水，几乎不溶于冷水。浓度大于l0%的水溶液，在室温下就会凝胶成冻，高温下会变稀恢复流动性。
为使粘度稳定，可于溶液中加入适量的硫氰酸钠，硫氰酸钙、苯酚、丁醇等粘度稳定剂。PVA17－99溶液对硼砂引起凝胶比PVA17-88更敏感，溶液质量的0．1%的硼砂就会使5%PVA17－99水溶液凝胶化，而引起同样浓度PVA 17－88水溶液凝胶化的硼砂量则需1%。对于相同浓度、相同醇解度的聚乙烯醇水溶液，硼砂比硼酸更易发生凝胶。PVA17－99比PVA17－88对苯类、氯代烃、酯、酮、醚、烃等溶剂的耐受能力更强。加热至100℃以上逐渐变色,150℃以上时很快变色,200℃以上时将分解。聚乙烯醇加热时变色的性质可以通过加入0．5%～3%的硼酸而得到抑制。耐光性好，不受光照的影响。具有长链多元醇的酯化、醚化、缩醛化等化学反应性。通明火会燃烧，有特殊气味。无毒，对人体皮肤无刺激性。
聚乙烯醇17－99B主要用于制造高粘度聚乙烯醇缩丁醛．广泛用作浆纱料的分散剂等。其他类型的17－99用作聚醋酸乙烯乳液聚合的乳化稳定剂，但效果不如17－88,一般是将17－99与17－88混合使用。17－99用于制造聚乙烯醇缩甲醛水溶液（主要是107建筑胶）。17－99还用于制备耐苯类溶剂的密封胶。贮存于阴凉、干燥的库房内，防潮、防火。
密度：聚乙烯醇的相对密度(25℃/4℃）1．27～1．31（固体）、1．02(10%溶液）。
玻璃化温度：75～85℃。
受热性能：在空气中加热至100℃以上慢慢变色、脆化。加热至160～170℃脱水醚化，失去溶解性，加热到200 ℃开始分解。超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。
3.聚丙烯酰胺（PAM）
为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。（注：聚丙烯酰胺不同于丙烯酰胺）
聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺（AM）单体经自由基引发聚合而成的水溶性线性高分子聚合物，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的摩擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。聚丙烯酰胺（PAM）不溶于大多数有机溶剂，如甲醇、乙醇、丙酮、乙醚、脂肪烃和芳香烃，有少数极性有机溶剂除外，如乙酸、丙烯酸、氯乙酸、乙二醇、甘油、熔融尿素和甲酰胺。但这些有机溶剂的溶解性有限，往往需要加热，否则无多大应用价值。为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力。聚丙烯酰胺为白色粉末或者小颗粒状物，密度为1.32g/cm3(23度），玻璃化温度为188度，软化温度近于210度。
作用原理
1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚。
2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。
4）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状。
4.聚丙烯酸
无色或淡黄色液体。能与金属离子、钙、镁等形成稳定的化合物，对水中碳酸钙和氢氧化钙有优良的分解作用。用于水处理的本品分子量一般在2000-5000，可与水互溶、溶于乙醇、异丙醇等。呈弱酸性，Pka为4.75。在300℃以上易分解。
常用做缓蚀剂。
5.聚马来酸酐
是由马来酸酐聚合而成．又称聚顺丁烯酸酐，聚失水苹果酸酐，分子量2310。相对密度1.19～1.20。PH 1～2。乳白色至浅黄色。易溶于水、稀碱、丙酮、乙腈、低级醇、酯和硝基烷。马来酸酐容易水解成为聚马来酸。均聚物在水中离解时，生成稳定的环状结构，它是分子内氢键作用的结果。无毒。LD50>3000mg/kg。
用途用作增稠剂、防腐剂、阻垢剂、分散剂等。
性能特点
1. 本品为低分子量马来酸酐均聚物，具有优异的阻垢分散性能。
2. 良好的“阈值”效应。
3. 耐高温性远远优于同类产品。
4. 不造成环境污染
6.聚氧化乙烯(PEO)又称聚环氧乙烷
是一种结晶性、热塑性的水溶性聚合物。PEO聚氧化乙烯产品的分子量可以在很大的范围内变动。德国洋樱集团就只生产高粘度的了，相对分子质量200～20000的产品被称为聚乙二醇(PEG)，它们是粘性液体或蜡状固体：分子相对质量1x105～1x106的产品被称为聚氧化乙烯，PEO聚氧化乙烯是白色可流动粉末，分子结构为(CH2CH2O)，此类树脂活性端基的浓度较低，没有明显的端基活性。
完全溶于水，溶于某些有机溶剂。其溶液在低浓度下具有很高的粘性；
是具有柔软性、高强度的热可塑性树脂。可以用压延、挤压、铸塑等方式进行加工；
耐细菌侵蚀，不会腐败，在大气中的吸湿性通常不大；
高分子的聚合物具有絮凝作用；
与其他树脂的相容性好。
本品为白色粒状粉末。是一种具有水溶性和热塑性的非离子型线性高分子聚合物，具有絮凝、增稠、缓释、润滑、分散、助留、保水等性能，无毒无刺激性。因此，在造纸、涂料、油墨、纺织印染、日化等行业均有着极为广泛的应用。
铸造用水溶性高分子粘结剂的研究与应用 济南鲁源铸造材料有限公司李涛摘要：水溶性高分子粘结剂具有较好的溶解性、优良的成膜性及粘合性，通过用国际上先进的物理、化学等方法对天然的水溶性高分子材料进行复合改性，满足铸造用型芯粘结剂的基本要求，且具有干强度高、蠕变性小，环保节能等优点，是一种理想的无公害铸造粘结剂。 关键词：水溶性高分子改性制芯 一、前言 水溶性高分子粘结剂因其含有亲水基团，具有很好的粘合性、成膜性、分散性等，在化学粘结剂、水处理、化学助剂等行业日益扩大。自80年代起，以α-淀粉为主的水溶性粘结材料，因其具有制备工艺简单，生产成本低廉，用于制芯具有干强度高、蠕变性小、溃散性好、旧砂复用性好等特点，特别是操作过程中清洁、节能和浇注过程中几无有害气体产生的优点，即引起铸造界的广泛关注。但由于α-淀粉用于制芯存在吸湿性强、高温强度低、比强度低等缺陷，一定程度地限制了其推广应用。济南鲁源铸造材料有限公司在多年来潜心研究充分满足型芯性能要求的淀粉类粘结材料的基础上，结合新的水溶性高分子材料加工工艺，通过将β-淀粉等多种水溶性高分子材料先进行物理、化学改性，再进行预糊化处理，并添加多种助剂以改善芯砂性能和型芯性能，成功地开发了新一代环保型制芯用粘结材料LYN型铸造用水溶性高分子粘结剂，并成功地应用于铸造生产中。
二、LYN型水溶性高分子粘结剂复合改性工艺及机理分析 1、改性机理分析： 理想的型芯粘结合剂应当具备高的干拉强度、适宜的湿压强度、良好的流动性、低的吸湿性以及良好的溃散性。玉米淀粉支链淀粉高达72%，表观DP分布400-1500，在适当的条件下可与三聚磷酸纳、氯氧化磷等交联剂发生下列反应： 淀粉—OH+HO—淀粉交联剂淀粉—O—X—O—淀粉 控制磷含量0.07～0.09%，其反应产物磷酸酯淀粉具有一定的疏水特性，且在高温下具有很好的耐热性。将磷酸酯淀粉在一定条件下进行预糊化处理即α化，淀粉显微结构发生较大改变，通过控制其反应程度，成糊粘度、比强度大提高。再将预糊化处理后的磷酸酯淀粉与拒水剂B、抗高温冲刷剂C机械混合，在型芯制作过程中充分反应，拒水剂B可形成一层拒水膜覆盖在淀粉粘结网络上，显著提高其高温强度和拒水性。经过以上处理的水溶性高分子粘结剂基本上具备了型芯粘结剂应具有的性能。 2、试验用材料 玉米淀粉（水分≤13%）、三聚磷酸钠、氯氧化磷（交联剂）、拒水剂B、抗高温冲刷剂C 3、试验设备 10kg自制膨化罐 1台 75kg/h挤压机 1台 500kg搅拌罐 1台
实验:黏度法测定水溶性高聚物相对分子量 一、目的要求 1. 测定聚乙二醇的平均相对分子量 2. 掌握乌氏黏度计的原理及使用方法 3. 了解溶剂、温度、浓度对黏度的影响 二、基本原理 黏度是指液体对流动所表现的助力，这种助力反抗液体相邻部分的相对移动，可看作由液体内部分子间的内摩擦而产生。 相距为ds 的两液层以不同速度（v 和v dv +）移动时，产生的流速梯度为dv ds 。建立平稳流动时，维持一定流速所需要的力/ f 与液层的接触面积A 以及流速梯度dv ds 成正比： / dv f A ds η=?? 若以f 表示单位面积的阻力，则 上式称为牛顿黏度定律表示式，比例系数η称为黏度系数，简称黏度，单位：a p s ?。 溶液黏度的各种定义及表达式： 相对黏度：0 r η ηη= （0η为溶剂黏度） 特性黏度：[]0 0ln lim lim sp r C C C C ηηη→→==
[]η的数值与高聚物平均相对分子质量M 之间的半经验麦克非线性方程： 聚乙二醇水溶液在35℃时，316.610K L Kg -=??，0.82α= 在毛细管黏度计中，液体在重力的作用下流动符合泊肃叶定律： 488hgr t V m lV lt ηπρπ=- 对同一支黏度计而言，令 4 8hgr lV πα= ，8mV l βπ= ， 则上式可改写为： t t ηβ αρ=- 式中1β，当100t s 时，等式右边第二项可省略，则 t η αρ =， 对于溶剂：000t ηαρ= 设溶液的密度ρ与溶剂的密度0ρ近似相等，由两式可得 这样，通过分别测定溶液和溶剂的流出时间t 和0t ，就可求出r η。进而分别求出 sp η、sp η、 ln r C η的值。配制不同浓度溶液分别进行测定，分别作 sp C C η和 ln r C C η两条直线， 用外推法得到[]η，然后代入[]K M α η=?，即可求出M 。
水溶性高分子简介 摘要：本文介绍了水溶性高分子的分类，物理性能，制造以及未来的发展前景。关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙二醇 引言 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。是一种亲水性的高分子材料，在水中能够溶解或溶胀而形成溶液或分散液。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；②阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。这些集团不但使得高分子有亲水性，而且还带来很多宝贵的性能，如粘合性，成膜性，润滑性，分散性，减磨性等等。 1水溶性高分子的分类 1.1天然水溶性高分子。 以天然动植物为原料，通过物理过程或者物理化学的方法提取而成。最常见的如淀粉类、纤维素、植物胶、动物胶等。天然高分子虽然受到合成高分子的不断冲击，产量逐渐下降，但是仍然有很大一部分市场被其牢牢统治着。 1.2改性天然高分子。 主要有改性纤维素和改性淀粉两大类。如羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等。这类高分子兼有天然高分子和合成高分子的优点，拥有广泛的市场，因此产量很大。 1.3合成高分子。 合成高分子材料分为聚合类和缩合类两类，如聚丙烯酰胺（PAM）、水解聚丙烯酰胺（HPAM））、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等。按大分子链连接的水化基团分为：非离子型和离子型。按荷电性质分为：非离子、阳离子、阴离子和两性离子高分子，其中后三类为聚电解质。按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物。 2水溶性高分子的物理性能 2.1溶解性 溶解性是达到平衡的溶液便不能容纳更多的溶质，在特殊条件下，溶液中溶解的溶质会比正常情多，这时它便成为过饱和溶液。每份溶剂所能溶解的溶质的最大值就是“溶质在这种溶剂的溶解度”。 为了提高水溶性，一是在分子中引入足够的亲水基团到大分子上面变为水溶性高分子。二是降低聚合物的结晶度。三是利用聚电解质的反离子力作用促进溶解。
华南师范大学实验报告 学生姓名甘汉麟学号 028 专业化学（教育）年级、班级 2011 级 5 班 课程名称物理化学实验实验项目粘度法测定水溶性高聚物分子量实验类型□验证□设计□综合试验时间 2014 年 3 月 19 日实验指导老师肖信实验评分 一.实验目的 1. 测定多糖聚合物-右旋糖苷的平均分子量； 2.掌握用乌式黏度计测定黏度的原理和方法。 二.实验原理 高聚物相对分子质量是表征聚合物特征的基本参数之一，相对分子质量不同，高聚物的性能差异很大。所以不同材料，不同的用途对分子质量的要求是不同的。测定高聚物的相对分子质量对生产和使用高分子材料具有重要的实际意义。本实验采用的右旋糖苷分子是目前公认的优良血浆代用品之一，它是一种水溶性的多糖类聚合物，在中等分子量时，它能提高血浆渗透压，扩充血容量；在低分子量时，它能降低血液粘稠度，改善微循环以及有抗血栓形成的作用；但在高分子量时，则会引起红细胞聚集，导致微循环障碍。可见，测定高聚物分子量对生产和使用高分子材料有重要意义。由于高聚物分子量大小不一，故通常测定高聚物分子量都是利用统计的平均分子量。常用的测定方法有很多，如粘度法、端基分析、沸点升高、冰点降低、等温蒸馏、超离心沉降及扩散法等，其中，用粘度法测定的分子量称“黏均分子量”，记作。 线型高分子可被溶剂分子分散，在具有足够的动能下相互移动，成为黏度态，η是可溶性的高聚物在稀溶液中的黏度，是它在流动过程中所存在内摩擦的反映，这种摩擦主要有：溶剂分子与溶剂分子之间的内摩擦，也就是纯溶剂的黏度，记作η0；高分子与高分子之间的内摩擦以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦，三者总和表现为高聚物溶液的黏度，记作η。 在同一温度下，高聚物的黏度一般都比纯溶剂的黏度大，即η>η0，这些黏度增加的分数，叫做增比黏度，记作ηsp，即
水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用 US 200502300319 发明背景及摘要 本发明涉及一种新型水溶性共聚物，可有效用作助留剂、纸张增强剂、稠化剂，特别是用作高分子絮凝剂，本发明将叙述该类物质的制备工艺及其在以上几方面的应用。 这种水溶性聚合物包括由一种阴离子单体如（甲基）丙烯酸盐聚合而成的均聚物，或者是由阳离子单体如二甲氨基乙基（甲基）丙烯酸酯的季铵盐聚合而成的产物，再或者由非离子单体如（甲基）丙烯酰胺聚合而成的产物，另外也可能是各种类型单体的共聚物。 有多种高分子絮凝剂被广泛用于污水处理过程中产生的污泥的絮凝脱水处理。例如，日本专利JP58-51988用聚合硫酸铁作为无机絮凝剂并单独加入一种高分子有机絮凝剂来对污泥进行絮凝脱水处理。日本专利JP56-16599用一种无机絮凝剂和一种两性高分子絮凝剂对污泥进行处理。另外，人们为了改进聚合物的性能，也作了许多尝试，日本专利JP11-156400开发了一种新的污泥脱水剂，主要成分为一种两性高聚物，是由一种阳离子单体、阴离子单体，及一种水溶性非离子单体和一种溶解度不超过1g的疏水性丙烯酸衍生物共聚反应制备而成的。 上述专利文献中开发的聚合物可有效用作污泥脱水剂，但问题却发生在单体的聚合过程中，主要是有凝胶的现象。如果想在聚合过程中避免凝胶现象的发生，结果却只能制得低分子量的聚合物。再者，由于各单体的共聚反应活性差别较大，按照单体的初始配比进行共聚反应后，所得产物并不是理想的结果。所以，很难达到预期的改进效果，即使得到了想要的共聚物，在处理污泥时也无法达到充分的效果。 而且，由于生活环境的变化，市政及工业废水产生的污泥量越来越多，随之絮凝剂的消耗量越来越大，人们对絮凝剂效能的要求越来越高，要求能用少量的药剂达到较好的处理效果。 鉴于上述情况，本发明研究了一种高聚物可用作絮凝剂，并且在污泥脱水处理中生成的矾花有良好的性能，包括絮凝强度、过滤速度及含水率。通过以上研究，发明们开发了一种嵌段共聚物，是由一种水溶性单体与一种含有聚环氧烷基团的混合物共聚反应而成的。 而且，发明者们继续研究了一种能够提供优秀絮凝效果的水溶性共聚物。该聚合物具有极佳的絮凝特性并且对各种类型的污泥均有良好的脱水性能，即使是处理剩余污泥也可获得满意效果。 再者，发明者们还发现了一种新型高分子量水溶性聚合物，其基本组成为一种端基带有烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物，该产品在生产过程中不会出现诸如凝胶此类的问题。当用于污泥脱水处理，该水溶性聚合物可以使生成的矾花在絮凝强度、含水率及过滤速率个方面表现极佳。而且该聚合物还可有效用作助留剂、纸张增强剂、增稠剂。 同样，本发明也制备了带有不同阳离子度的上述新型水溶性共聚物，并且发现混合使用可以获得更佳的污泥脱水效果。换句话说，发明者们发现在对含有原泥与剩余污泥的混合污泥进行脱水处理时可获得更加充分的效果。 发明的最佳实施方案 下面将详细介绍一种由水溶性共聚物组成的高分子絮凝剂及其在污泥脱水
1 绪论 增稠剂实质上是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液)，还能起着降低成本的作用。特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重要，能够改进和调节黏度，获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。 1.1定义 能明显增加胶黏剂和密封剂黏度的物质称为增稠剂(chickening agent)，有水性和油性之分。尤其是水相增稠剂应用更为普遍。在水体系中，当增稠剂达到一定浓度后，亲油端基缔合形成胶束；在水基高分子体系中，增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合,以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。 1.2分类及机理 水溶性高分子增稠剂的分类有以下几种： 1.2.1纤维素类[1] 纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。纤维素是天然有机物, 它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有3 个羟基, 通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。使用量一般质量分数为1%左右。
纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高黏度，在高剪切下为低黏度。这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系黏度下降。 1.2.2 聚丙烯酸类 聚丙烯酸类增稠剂[2]自1953 年Goodrich 公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了, 现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1) 。 聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有2 种, 即中和增稠与氢键结合增稠。中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂中和, 使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷, 同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果; 氢键结合增稠是聚丙烯酸类增稠剂先与水结合形成水合分子, 再与质量分数为10 %～ 20 %的羟基给予体(如具有5个或以上乙氧基的非离子表面活性剂)结合, 使其卷曲的分子在含水系统中解开形成网状结构达到增稠效果。 1.2.3 天然胶及其改性物 天然胶主要有胶原蛋白类和聚多糖类,但是作为增稠剂的天然胶主要是聚多糖类( 见表1) 。 增稠机理是通过聚多糖中糖单元含有3个羟基与水分子相互作用形成三维水化网络结构,从而达到增稠的效果。它们的水溶液的流变形态大部分是非牛顿流体, 但也有些稀溶液的流变特性接近牛顿流体。 1.2.4无机高分子及其改性物 无机高分子类增稠剂一般具有三层的层状结构或一个扩张的格子结构,最有商业用途的两类是蒙脱土和水辉石。 其增稠机理是无机高分子在水中分散时,其中的金属离子从晶片往外扩散,随着水合作用的进行,它发生溶胀,到最后片晶完全分离,其结果形成阴离子层状结构片晶和金属离子的透明胶体悬浮液。在这种情况下,片晶带有表面负电荷,它的
水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用 * 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275 摘要：本实验采用溶液聚合法，以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯，然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解，得到聚乙烯醇5.527 g，产率54.0%，之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。之后利用聚乙 烯醇的缩醛化反应制备胶水，利用聚乙烯醇的性质制备面膜。 关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法 1.引言 水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶胀而形成溶液或分散液。1924年，德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中，得到聚乙烯醇（PV A）。聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体，无毒无味，是使用最广泛的合成水溶性高分子，具有优良的力学性能和可调节的表面活性。PV A具有多羟基强氢键，以及单一的-C-C-单键结构，这样的结构不但使PV A具有亲水性，还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。 PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯，然后将其醇解生成PV A，其反应式如下： PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇，因此，其发生的反应为多元醇反应，如醚化、酯化、缩醛化。聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应，生产聚乙烯醇缩甲醛，作为胶水使用。 2.实验过程 2.1 实验仪器 三颈瓶，回流冷凝管，水浴锅，蒸汽蒸馏装置，滴液漏斗，pH试纸，培养皿，抽滤装置，滤纸，真空烘箱。2.2 实验试剂 偶氮二异丁腈（AIBN），甲醇，乙酸乙烯酯，NaOH，聚乙烯醇，甲酸，40%甲醛水溶液，盐酸，羧甲基纤维素，丙二醇，乙醇。 2.3 实验步骤
水溶性高分子材料（薄膜）生产项目 研发单位；潍坊华潍新材料科技有限公司 项目介绍；本项目提出的全降解水溶解的高分子材料使用后不会成为对环 境长期产生污染的固体废弃物，这种材料具有通用塑料所有的理化特性，在环 境中可以降解成无害的物质或对土壤具有改良作用，同时在一定程度上可以回 收再利用，是一种环境友好、资源节约的新型高新技术材料。 本项目所属领域：新材料>高分子材料>生态和环保高分子材料。 项目主要配方、关键技术及设备 主要配方：水溶性高分子材料、生物添加剂、增塑剂、交联剂及其它助剂； 关键技术：破构技术、交联（接枝）技术、共混技术、干法挤出吹膜技术； 主要设备：吹膜机、制袋包装设备等。 项目工艺技术路线描述 2．2.1水溶性高分子材料 ①首先分别将生物添加剂进行变性处理、水溶性高分子材料预增塑处理(降 低其熔点)； ②上述产物加入其他添加剂等在高速混合设备进行共混处理，提高下游制 品的质量和成膜性； ③将处理好的掺混料加入混炼造粒设备，实施高剪切下的熔融混炼，使得 各组分，有机地熔合在一起，塑化更均匀。 ④制得水溶性高分子材料料经真空设备进行封装出售或直接在其他加工设 备上生产终极产品。产品具有良好的流动性、加工成型性和二次加工性，产品 具有良好的强度，柔软性，光泽，阻气性，耐油性，耐溶剂性和热封性等优良 的力学性能和水解性能，其水解后产物对环境不产生二次污染。 水溶性薄膜性能；
（1）能够在不同的温度条件下，按照设定的的时间要求溶解于水中，包括含 有其它成分的水溶液，溶解速度范围为10秒-20分钟，溶解温度范围为4-80摄 氏度。 （2）水溶性膜溶解后，不与所包装的物料发生化学反应，能充分保持所包装 的物料的化学和物理特性，但是硼砂和硼酸除外，水溶膜溶解后遇碘呈蓝色。（3）水溶性膜溶解后，以水溶液（具有一定粘度的胶体）状态进入环境，在 一定的时间内，在光照和一种存在于环境中的特殊细菌的作用下降解，最终产 物为二氧化碳和水，水溶性膜的成膜材料在环境水中，生物耗氧量和化学耗氧 量仅为淀粉制品的六分之一，是优于淀粉的环境友好产品。 （4）水溶性膜作为包装物，具有良好的密闭性，可以有效地隔绝除氨气和水 蒸气之外的所有气体，在25℃时，氧气的透过率为0，因此可以有效地保护各 种物料不被氧化或其它气体腐蚀或污染。 （5）水溶性膜具有高强度的拉伸性、在韧性和撕裂强度等均优于传统塑料薄膜。 （6）水溶性膜及其水溶袋具有极好的耐油性，耐脂肪性，耐有机溶剂，但多 元醇如甘油、和酰胺、醇胺及醇胺盐除外，如要包装这类物料，公司可提供特 定产品。 （7）水溶性膜及其水溶袋具有抗静电性能优良，包装粉状物时，不会吸附粉 末和尘埃。 （8）适用于酸、碱类腐蚀性物质包装，适用于各种毒害化学品的包装，如农药，可以避免这类物质与使用者和生产者直接接触，体现以人为本的先进理念。（9）可以在中小型自动包装机上使用，由于水溶膜的延展率较大，如果在大 型自动包装机上使用，需根据机器的类型调整水溶膜的技术指标。 产品用途 制衣和刺绣方面
高分子水性树脂的研究现状及发展趋势 摘要：本文简要地介绍了水性环氧树脂的原理和特点，系统地介绍了当前国内外水性环氧树脂的制备方法和研究现状,，并对其研究前景进行了展望，指出了今后研究的方向。 关键词：水性；环氧树脂；研究 第一章前言 近些年来，涂料有向绿色环保方向迈进的趋势。其中水性环氧树脂具有其突出的性能优势，使制备得到的水性环氧树脂涂料同样具有优异的性能，从而在水性产品大家族里地位越来越重要，专家认为水性环氧树脂在环保化的今天，前景十分开阔[1]。水性环氧树脂（waterborneepoxyresin，WER）是指以水为连续相，以环氧树脂微粒或液滴为分散相的稳定分散体系[2]，其重要用途是用于水性环氧树脂涂料。 第二章水性树脂 2.1 定义 水性树脂是以水代替有机溶剂作为分散介质的新型树脂体系。与水融合，形成溶液，待水挥发后，形成树脂模材料。水性树脂不是用水性树脂本身，而是需要水挥发后获得的膜材料。 2.2 分类 水性树脂包括三大类：水溶性高分子、高吸水树脂和水性涂料，是自70年代发展起来的高分子学科新领域。由于其具有一系列独特的无可替代的功能，随着科研生产的不断发展，产品的工业化，现已形成一个独立的行业，属精细化工的范畴。由于水性树脂具有极其广泛的用途，以极高附加值，多年来一直被列为化工行业发展的重点[3]。 2.3用途 取代溶剂型产品在各个领域中的应用。水性聚氨酯为代表，可广泛应用于涂料、胶粘剂、织物涂层与整理剂、皮革涂饰剂、纸张表面处理剂和纤维表面处理
剂。 2.3.1水性涂料 (1)建筑装修包括地坪漆、弹性漆、建筑物外墙漆、家具木器漆，水性内墙涂料,产品的同质化情况严重，产品型号及性能类似，同类企业众多。未来这种低技术型产品会竞相压价。 (2)工业涂料包括工业漆、车辆漆、防腐漆、水性金属漆、金属表面处理（抛光)；水性塑胶漆（在消费电子产品领域有着广泛的应用）等。目前水性工业涂料技术难度高，国内拥有技术的企业少，多被国际树脂巨头垄断，为巩固垄断地位巨头与国内个别企业联合研发创新。 2.3.2水溶性高分子 主要应用：石油勘探开发、水处理、造纸、纺织、涂料、食品、日用化工等领域。 (1)粘合剂：广泛的应用在高档家具、人造板（瓦楞纸板的生产）、木材加工、皮革加工、工艺品加工，装饰装修及非金属等材料粘接等行业。 (2)密封剂：广泛应用到传统密封剂当中，包括汽车、建筑装修等行业。如：水性混凝土密封剂是一种可以渗透到混凝土当中增强混凝土密封、防尘、耐磨硬化作用，具有无色、无臭、无毒、不燃。 (3)纺织工业：水性树脂用于合成革的生产，生态型半PU箱包革、沙发革；生态型水性发泡沙发革、服装革；生态型水性汽车内饰革、家具内饰革；仿真皮水性超纤革等。 (4)油墨：水性油墨应用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。 (5)石油开采：固井水泥外加剂和强化采油驱油剂等。 2.3.3高吸水树脂 主要应用：工农业、日常生活、医疗卫生等各个领域，用做干燥剂、脱氧保鲜剂、膨胀橡胶、医用材料、建筑材料、化妆品、日化用品等。 (1)日用生活：婴儿尿不湿及妇女卫生中是高吸水性树脂的保水特点应用。 (2)电器保护：高吸水性树脂还应用中电缆包覆防潮。
水溶性高分子及其应用 马建 常州轻工职业技术学院 10线缆331 1013433138 摘要：水溶性高分子材料是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。它具有性能优异、使用方便、有利环境保护等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。本文主要论述了水溶性高分子材料的概念、分类、功能和应用、以及研究发展现状及前景。 关键词：水溶性 高分子 发展应用 1、 水溶性高分子的概念 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；② 阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。 2、分类 a 、按来源分类 1 ）天然水溶性高分子。 天然水溶性高分子以植物或动物为原料，通过物理的或物理化学的方法提取而得。许多天然水溶性高分子一直是造纸助剂的重要组分，例如常见的有表面施胶剂天然淀粉、植物胶、动物胶 （干酪素）、甲壳质以及海藻酸的水溶性衍生物等。 2）半合成水溶性高分子 。 这类高分子材料是由上述天然物质经化学改性而得。用于造纸工业中主要有两类：改性纤维素 （如羧甲基纤维素） 和改性淀粉 （如阳离子淀粉）。 3）合成水溶性高分子。 此类高分子的应用最为广泛，特别是其分子结构设计十分灵活的优势可以较好地满足造纸生产环境多变及造纸工业发展的要求。 b 、按分子量分类 可分为低分子量、高分子量、超高分子量 C 、按用途分类 可分为驱油剂（聚丙烯酰胺、改性淀粉、瓜胶），絮凝剂（聚丙烯酸、改性纤维素、壳聚糖） 3、功能 O OH O OH O CH 2OH OH O OH O CH 2OH OH O OH COOH
几种水溶性高分子在水中的聚合
几种水溶性高分子在水中的聚合 一、丙烯酰胺水溶液聚合 一、实验目的 1．掌握溶液聚合的方法和原理。 2．学习如何选择溶液。 3．掌握聚合物的处理方法。 二、实验原理 将单体溶于溶剂中而进行聚合的方法叫做溶液聚合。生成聚合物有的溶解有的不溶，前一种情况称为均相聚合，后者则称为沉淀聚合。自由基聚合，离子型聚合和缩聚均可用溶液聚合的方法。 在沉淀聚合中，由于聚合物处在非良溶剂中，聚合物链处于卷曲状态，端基被包裹，聚合一开始就出现自动加速现象，不存在稳态阶段。随着转化率的提高，包裹程度加深，自动加速效应也相应增强，沉淀聚合的动力学行为与均相聚合有明显不同。均相聚合时，依双基终止机理，聚合速率与引发剂浓度的平方根成正比。而沉淀聚合一开始就是非稳态，随包裹程度的加深，其只能单基终止，故聚合速率将与引发剂的浓度的一次方成正比。 在均相溶液聚合中，由于聚合物是处在良溶剂环境中，聚合物处于比较伸展状态，包裹程度浅链扩散容易，活性端基容易相互靠近而发生双基终止。只有在高转化率时，才开始出现自动加速现象，若单体浓度不高，则有可能消除
自动加速效应，使反应遵循正常的自由基聚合动力学规律。因而溶液聚合是实验室中研究聚合机理及聚合动力学等常用的方法之一。 进行溶液聚合时，由于溶剂并非完全是惰性的，其对反应会产生各种影响，选择溶剂时应考虑以下几个问题： （1）对引发剂分解的影响：偶氮类引发剂（偶氮二异丁腈）的分解速率受溶剂的影响很小，但溶剂对有机过氧化物引发剂有较大的诱导分解作用。这种作用按下列顺序依次增大：芳烃、烷烃、醇类、醚类、胺类，诱导分解的结果使引发剂的引发效率降低。 （2）溶剂的链转移作用：自由基是一个非常活泼的反应中心，它不仅能引发单体分子，而且还能与溶剂反应，夺取溶剂分子的一个原子，如氢或氯，以满足它的不饱和原子价。溶剂分子提供这种原子的能力越强，链转移作用就越强。链转移的结果使聚合物分子量降低。若反应生成自由基活性降低，则聚合速度也将减小。 （3）对聚合物的溶解性能，溶剂溶解聚合物的性能控制着活性链的形态（卷曲或舒展）及其粘度，它们决定了链终止速度与分子量的分布。 与本体聚合相比，溶液聚合体系具有粘度降低、混合及传热较容易、不易产生局部过热、温度容易控制等优点。但由于有机溶剂费用高，回收困难等原因，使得溶液聚合在工业上很少应用，只有直接使用聚合物溶液的情况下，如涂料、胶粘剂。浸渍剂和合成纤维放丝液等采用溶液聚合的方法。 丙稀酰胺为水溶性单体，其聚合物也溶于水。本实验采用水为溶剂进行溶液聚合，其优点是：价廉、无毒、链转移常数小、对单体及聚合物溶解性能好，为均相聚合。
水溶性高分子增稠剂综述 1 绪论 增稠剂实质上是一种流变助剂，加入增稠剂后能调节流变性，使胶黏剂和密封剂增稠，防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，控制施工过程的流变性(施胶时不流挂、不滴淌、不飞液)，还能起着降低成本的作用。特别对于胶黏剂和密封剂的制造、储存、使用都很重 要，能够改进和调节黏度，获得稳定、防沉、减渗、防淌、触变等性能。 1.1定义 能明显增加胶黏剂和密封剂黏度的物质称为增稠剂(chickening agent)，有水性和油性之分。尤其是水相增稠剂应用更为普遍。在水体系中，当增稠剂达到一定浓度后，亲油端基缔 合形成胶束；在水基高分子体系中，增稠剂的亲油基团主要与聚合物粒子缔合,以这种方式完成增稠特性的高分子化合物称为水性增稠剂。 1.2分类及机理 水溶性高分子增稠剂的分类有以下几种： 1.2.1纤维素类[1] 纤维素类在水基体系中是一类非常有效的增稠剂,广泛应用于化妆品的各种领域。纤维素 是天然有机物, 它含有重复的葡萄糖苷单元,每个葡萄糖苷单元含有 3 个羟基, 通过这些羟基可以形成各种各样的衍生物。纤维素类增稠剂通过水合膨胀的长链而增稠,纤维素增稠的体系表现明显的假塑性流变形态。使用量一般质量分数为1%左右。 纤维素类增稠剂纤维素类增稠剂的增稠机理是疏水主链与周围水分子通过氢键缔合，提高了聚合物本身的流体体积，减少了颗粒自由活动的空间，从而提高了体系黏度。也可以通过分子链的缠绕实现黏度的提高，表现为在静态和低剪切有高黏度，在高剪切下为低黏度。 这是因为静态或低剪切速度时，纤维素分子链处于无序状态而使体系呈现高粘性；而在高剪切速度时，分子平行于流动方向作有序排列，易于相互滑动，所以体系黏度下降。 1.2.2 聚丙烯酸类 聚丙烯酸类增稠剂[2]自1953 年Goodrich 公司将Carbomer934引入市场至今已有40年的历史了, 现在这系列增稠剂已经有了更多的选择(见表1) 。 聚丙烯酸类增稠剂的增稠机理有 2 种, 即中和增稠与氢键结合增稠。中和增稠是将酸性的聚丙烯酸类增稠剂中和, 使其分子离子化并沿着聚合物的主链产生负电荷, 同性电荷之间的相斥促使分子伸直张开形成网状结构达到增稠效果; 氢键结合增稠是聚丙烯酸类增稠剂 先与水结合形成水合分子, 再与质量分数为10 %～ 20 %的羟基给予体(如具有5个或以上乙氧基的非离子表面活性剂)结合, 使其卷曲的分子在含水系统中解开形成网状结构达到增稠 效果。 1.2.3 天然胶及其改性物 天然胶主要有胶原蛋白类和聚多糖类,但是作为增稠剂的天然胶主要是聚多糖类( 见表1) 。 增稠机理是通过聚多糖中糖单元含有3个羟基与水分子相互作用形成三维水化网络结构,从而达到增稠的效果。它们的水溶液的流变形态大部分是非牛顿流体, 但也有些稀溶液的流变特性接近牛顿流体。 1.2.4无机高分子及其改性物 无机高分子类增稠剂一般具有三层的层状结构或一个扩张的格子结构,最有商业用途的两
粘度法测定水溶性高聚物的相对分子量 目的要求 一、测定多糖聚合物—右旋糖苷的平均相对分子质量 二、掌握用乌贝路德（Ubbelohde ）粘度剂测定粘度的原理和方法 基本原理 粘度是指液体对流动所表现的阻力，这种力反抗液体中邻接部分的相对移动，因此可看作是一种内摩擦。图-1是液体流动的示意图。当相距为ds 的两个液层以不同速度（v 和v+dv ）移动时，产生的流速梯度为dv/ds 。当建立平衡流动时，维持一定流速所需的力（即液体对流动的阻力）f`/与液层的接触面积A 以及流速梯度dv/ds 成正比，即 s f /d d A υη=（1） 液体的流动示意图 若以f 表示单位面积液体的粘滞阻力，f=f //A ，则 s f d d υη=（2） (2)式称为牛顿粘度定律表示式，其比例常数η称为粘度系数，简称粘度，单位为Pa.s 。 高聚物在稀溶液中的粘度，主要反映了液体在流动时存在着内摩擦。其中因溶剂分子之间的内摩擦表现出来的粘度叫纯溶剂粘度，记作η0；此外还有高聚物分子相互之间的内摩擦，以及高分子与溶剂分子之间的内摩擦。三者之总和表现为溶液的粘度η。在同一温度下，一般来说，η>η0相对于溶剂，其溶液粘度增加的分数，称为增比粘度，记作ηsp ，即 ηsp =(η-η0)/η0 而溶液粘度与纯溶剂粘度的比值称为相对粘度，记作ηr ，即 ηr =η/η0 ηr 也是整个溶液的粘度行为，ηsp 则意味着已扣除了溶剂分子之间的内摩擦效应，两者关系为 ηsp = (η-η0)/η0=ηr -1 对于高分子溶液，增比粘度ηsp 往往随溶液的浓度c 的增加而增加。为了便于比较，将单位浓度下所显示出的增比浓度，即ηsp /c 称为比浓粘度；而lnηr /c 称为比浓对数粘度。ηr 和ηsp 都是无因次的量。 为了进一步消除高聚物分子之间的内摩擦效应，必须将溶液浓度无限稀释，使得每个高聚物分子彼此相隔极远，其相互干扰可以忽略不记。这时溶液所呈现
水溶性高分子材料及其应用 !Q:】 ScienceandTechnOIOgyInnovationHerald 水溶性高分子材料及其应用 房存金 (商丘职业技术学院河南商丘476000) 研究报告 摘要:水溶性高分子化合物是当今最受重视的聚合物之一,不管在生产上还是应用上,都处在迅速发展的阶段.在世界范围内受到 越来越高的重视,因为它对能源生产,环境保护,循环经济等都有重要作用.本文简要论述了水溶性高分子聚合物的分类,功能和应用,以及 研究发展现状. 关键词:水溶性高分子发展应用 中图分类号:To.1文献标识码:A文章编号:1674-098X(20o9)07(c)一0oo8—02 1水溶性高分子的概念和分类 水溶性高分子化合物又称为水溶性树 脂或水溶性聚合物.通常所说的水溶性高 分子是一种强亲水性的高分子材料,能溶 解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系". 在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的 亲水基团.亲水基团通常可分为三类:① 阳离子基团,如叔胺基,季胺基等;②阴离 子基团,如羧酸基,磺酸基,磷酸基,硫酸基 等;③极性非离子基团,如羟基,醚基,胺 基,酰胺基等. 水溶性高分子按来源通常分为三大类:
(一)天然水溶性高分子.以天然动植物为原料提取而得.如淀粉类,纤维素,植物胶, 动物胶等.(二)化学改性天然聚合物.主要有改性淀粉和改性纤维素.如羧甲基淀粉, 醋酸淀粉,羟甲基纤维素,羧甲基纤维素等.(三)合成聚合物.有聚合类树脂和缩合类树脂两类,如聚丙烯酰胺(PAM),水解聚丙烯酰胺(HPAM)),聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 等.按大分子链连接的水化基团分为[2]:非离子型和离子型.按荷电性质分为:非离子,阳离子,阴离子和两性离子高分子,其 中后三类为聚电解质.按基团间是否存在较强的非共价键联结又分为缔合聚合物和非缔合聚合物. 2水溶性高分子的功能和应用 2.1功能 水溶性聚合物中的亲水基团不仅使其 具有水溶性,而且还具有化学反应功能,以及分散,絮凝,增粘,减阻,粘合,成膜,成 胶,螯合等多种物理功能.水溶性高分子材料的几种主要功能是:①水溶性,水是最廉价的溶剂,来源广,无污染.水溶性高分子 之所以溶于水,是因为在水分子与聚合物的极性侧基之间形成了氢键.水溶性高分子的溶解具有一个重要的条件,即溶质和溶剂的溶度参数必须相近,但这仅为溶解的必要条件而非充分条件,还需考虑高分子的结晶结构的影响.②分散作用,由于绝大多数水溶性高分子都含有亲水基团和一
酚醛树脂性能工艺综述 李宁 1105200074 化学化工学院 11精工 前言：酚醛树脂因此具有较高的力学强度，耐热性好，难燃，低毒，低发烟，可与其他多种共聚物共混，实现高性能化因此备受科研人员对其研究开发。本文主要对酚醛树脂的性能工艺进行综合介绍 关键词：重要特点、性能参数、工艺 Objective: the mechanical strength of phenolic resin and therefore has a high, good heat resistance, nonflammable, low toxicity, low smoke, with a variety of other copolymer blend, realize high performance so much scientific research personnel of research and development. In this paper, the main properties of phenolic resin technology overview 一、引言 聚合物材料又称高分子材料。从19世纪开始，人类开始合成自然界并不存在的聚合物材料，到目前已经掌握了数万种合成聚合物的工业生产技术。第一个工业化的合成聚合物是酚醛树脂，由Adolf Bayer 于1872年首次合成，Arthur Smith 于1899年获得首项专利。从19世纪末到20世纪30年代，人们陆续合成了脲醛树脂、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯，以及最重要的塑料聚乙烯〖1〗。第二次世界大战刺激了对合成材料的需求，一系列材料在30~40年代被发现和大量生产，如丁苯橡胶，尼龙，聚四氟乙烯，蜜胺树脂等都是在战争年代问世的。二次大战以后，聚合物材料的发展更为迅速，新旧材料更新换代的速度明显加快。50年代出现了高密度聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲醛、ABS ；60年代出现了聚砜，聚苯醚和芳香聚酯；70年代出现了芳香尼龙，80年代出现了聚芳醚酮。一部聚合物材料产生与发展的简史见图：80年代出现了聚芳醚酮。一部聚合物材料产生与发展的简史见图：
第十三章水溶性聚合物 本章主要内容： 13.1 概述 13.2 重要的水溶性聚合物 重点：离子型、非离子型、两亲性水溶性聚合物 难点：无 13.1概述 ?概念：可溶于水的聚合物 ?应用：絮凝剂、增稠剂、织物整理剂、纸张处理剂、油水分离剂、消泡剂、土壤改良剂、缓冲剂、石油钻探用剂 ?聚合物具有水溶性的条件： ①主链含有亲水性优良的短链醚键或仲胺键，而形成的聚合物为无定形者，如聚氧乙烯、聚乙烯胺、还有PPO、PEG ②主链为C-C键，但沿C-C主链分别众多的亲水基团，如： -SO3H、-COOH、-CONH2、-OH、-OCH3、-NH2 ?聚合物的分类 ①按聚合物来源 ——天然水溶性聚合物，包括来自天然物质淀粉、蛋白质、海藻等提取的水溶性聚合物； ——半合成水溶性聚合物，由天然高分子经化学改性得到的水溶性聚合物，如羧甲基纤维素、甲基纤维素等； ——合成水溶性聚合物，聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等； ②按是否带离子及离子电荷种类分： ——非离子型（水溶性）聚合物； ——离子型（水溶性）聚合物，又称聚电解质（polyelectrolytes) 离子型又分为:
a. 阳离子聚合物或聚阳离子（polycation); b. 阴离子聚合物或聚阴离子（polyanion); c. 两性聚合物（amphoteric polymers) ?憎水缔合聚合物 水溶性聚合物分子中如含有少量憎水长碳链(C6-8)构成的单体链段，则此聚合物具有憎水缔台现象。与一般水溶性聚合物的溶液性质有所不同，可称之为憎水缔合聚合物。 ?吸水树脂 交联结构的水溶性聚合物不溶于水而在水中溶胀，即可吸收适量水分，称为吸水性树脂。 水凝胶——吸水量为干树脂百分之数十份者称为水凝胶。 高吸水性树脂——吸水量达数10倍，数百倍以至3000倍者称之为高吸水性树脂。 13.1.1水溶性聚合物分子结构与溶液性能 分子结构 ——水溶性聚合物与一般聚合物相似可以是均聚物或共聚物，共聚物可为无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物以及接枝共聚物，其大分子可为线型、具有长支链线型以及树枝状的多支链。 ——含有可电离基团的聚合物在水溶液中能够电离生成阴离子与阳离子者统称为离子聚合物或聚电解质。 ——由于阳、阴离子总是伴生共存的，所以根据与聚合物直接相连结的离子性质区分为阳离子聚合物或阴离子聚合物。例如：
1.功能高分子材料是指那些既具有普通高分子特性，同时又表现出特殊物理化学性质的高 分子材料。 2.在功能高分子材料中表现较为突出的有以下几种高分子效应（1）溶解度下降效应（2） 高分子骨架的机械支撑作用（3）高分子骨架的模板效应（4）高分子骨架的稳定作用（5）高分子骨架在功能高分子材料中还有其他作用，如应用在食品添加剂中 3.功能型小分子材料的高分子策略（1）通过功能型可聚合单体的聚合法（2）聚合包埋法 普通高分子材料的功能化策略（1）高分子材料的化学改性功能化法——在聚合物骨架上引入活性功能基（2）聚合物功能化的物理方法——通过小分子功能化合物与聚合物的共混和复合 其他制备策略（1）功能高分子材料的多功能复合——将两种以上的功能高分子材料以方式结合（2）在同一分子中引入多种功能基 4.反应型功能高分子材料是指具有化学活性，并且应用在化学反应过程中的功能高分子材 料，包括高分子试剂和高分子催化剂两大类 5.小分子试剂经过高分子化，在聚合物骨架上引入反应活性基团，得到的具有化学试剂功 能的高分子化合物称为高分子化学反应试剂 6.通过聚合、接枝等方法将小分子催化剂高分子化，使具有催化活性的化学结构与高分子 骨架相结合，得到的具有催化活性的高分子材料称为高分子反应催化剂 7.高分子反应试剂最重要的特征是（1）可以简化分离过程（2）高分子试剂可以回收，经 再生重新使用 8.固相合成用的高分子试剂必须具备以下两种结构：即对有机合成反应起担载作用，在反 应体系中不溶解的载体和起连接反应性小分子和高分子载体，并能够用适当化学方法断键的连接结构两部分 对这两部分具体要求 9.载体（1）要求载体在反应体系中不溶解，保证反应在固相上进行（2）要求载体具有高 比表面积或者在溶剂中有一定溶胀性（3）要求载体能高度功能化，其功能基在载体中的分布尽可能均匀（4）要求载体可以用相对简单的方法再生重复使用 10.连接结构首先能够与参与反应的小分子发生化学反应，并在两者间生成具有一定稳定性 要求的化学键，保证在随后反应中该键不断裂。其次生成的键要有一定的化学活性，能够采用特定的方法使其断裂，而不破坏反应产物的结构。 11.酶固化的主要目的是改变其水溶性。固化方法可以分为化学法和物理法。化学法：化学 键合酶固化法、化学交联酶固化法。物理法：包埋法、微胶囊法 12.载流子可以是电子、空穴、阴离子、阳离子中的任何一种 13.导电高分子材料是指那些具有明显聚合物特征，如果在材料两端加一定电压，在材料中 有明显电流流过，即具有导体性质的高分子材料。根据其组成和结构划分为复合型和本征型导电高分子材料，根据导电过程中载流子的不同，本征型还可以分为电子、离子和氧化还原型导电高分子材料。 14.复合型导电高分子结构（1）分散复合结构（2）层状复合（3）表面复合（4）梯度复合 15.掺杂指在纯净的无机半导体材料中加入少量具有不同价态的第二种物质，以改变半导体 材料中空穴和自由电子的分布状态和密度。常用的两种方式：（1）通过加入具有不同氧化态的物质进行所谓的“物质掺杂”（2）通过聚合材料在电极表面进行电化学氧化或还原反应直接改变聚合物的荷电状态的“非物质掺杂”。此外特殊情况下还有三种方法：（1）酸碱化学掺杂（2）光掺杂（3）电荷注入掺杂 16.电子导电聚合物的制备方法（1）直接法——利用某些单体直接通过聚合反应生成具有 线型共轭结构的高分子（2）间接法——首先合成溶解和加工性能较好的共轭聚合物前
耐高温吸水材料 摘要 超强吸水齐U由于具有优异的吸水性能而被广泛应用于很多领域a然而，吸水速率慢、抗盐性和保水性差一直是阻碍超强吸水剂快速发展的主要问题。本论文在国内外研究基础上，合成了马来酸酐的淀粉系与多元共聚系列两类新型超强吸水剂。该吸水剂具有极快的吸水速率，很好的抗盐性和保水性。 以马来酸酐和丙烯酰胺为单体，硝酸铈胺为引发剂，N，N’一亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，以溶液聚合方法合成了淀粉接枝马来酸酐／丙烯酰胺吸水树脂。研究了反应条件对产物吸液率的影响。并以FTlR和SEM对产物进行了表征。 以马来酸酐(MLN)，丙烯酰胺(AM)，甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)为单体，过硫酸钾为引发剂，N，N’．亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，司班为悬浮稳定剂，环己烷为连续相，采用反相悬浮聚合法合成了Poly(MLN-AM)二元交联共聚物和Poly(MLN．AM．HEMA)三元交联共聚物。系统研究了诸反应条件对产品吸水性能的影响，找到了最佳反应条件。并以FTIR、XRD、TG、DSC和SEM等手段对共聚树脂的结构和性能进行了考察。产品最大吸水率和吸盐率可达12009／g和3309／g。 吸水动力学研究表明，制得的共聚物吸水速率极快，在Imin内即达到饱和吸水量的95％以上，远远超过了同类样品的文献报道值 本论文还对产品在不同盐溶液和醇溶液中的溶胀行为进行了研究。结果表 明所制得的超强吸水剂在不同溶液中的吸收能力顺序分别为NaCI>CaCl2>AICl3和丙三醇>乙二醇>甲醇>乙醇。这些结果有助于研究吸水树脂的吸水机理。 高温时，制得的吸水树脂在自然条件下和土壤中均表现出很好的保水性能。土壤中添加少量吸水树脂可以大大提高其保水率。这表明产物在农业和园艺也中具有潜在的应用价值。 1超强吸水剂的定义 传统吸水材料，如在医疗卫生中使用的脱脂棉、海绵，日常生活中使用的卫生纸、尿布，作为水凝胶使用的明胶、琼脂等，它们来源广泛，价格低廉，但这些吸水材料主要依靠物理吸附来吸水，吸水能力小，只能吸收自身几倍至几十倍的水分，而且保水能力差，一旦施加压力，大部分水又被释放出来，因而限制了它们在实际中的应用价值。超强吸水剂是一种吸水能力特别强的物质，能够吸收自身质量数百倍到数千倍的水。现在所说的超强吸水剂主要包括高吸水性聚合物(Superabsorbent Polymer)。本论文中所说的超强吸水剂是指高吸水性聚合物，也称为高吸水性树脂。作为一种新型功能高分子材料，超强吸水剂不但吸水量高，且吸收的水份不易用机械压力压出，具有优良的保水性能。因此，又叫高保水剂. 2超强吸水剂的分类 超强吸水剂种类繁多，一般按以下几个方面进行分类。 a．从原料来源可分为三大系列：淀粉系(淀粉接枝、羧甲基化等)；纤维素系(羟甲基化、接枝等)：合成聚合物系(包括聚丙烯酸系，聚乙烯醇系，聚氧乙撑系等)。b．从亲水化方法可分为四类?：亲水单体的聚合；疏水性聚合物的羧甲基化、磺酸化等；疏水性聚合物与亲水性单体接枝共聚；氰基、酯基等聚合物水解。C．根据交联的方法也可分为四类：用交联剂进行网状化反应：自行交联网状化反应；放射线照射网状化反应：水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构。d．从制品形态可分为三类?：粉末状；膜状：纤维状。本论文按原料来源分类进行论述。