Page 184 - 《精细化工》2021年第6期

·1246· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

由图 3 可知，随着 IAPAM 和 HPAM 溶液质量
浓度的增加，聚合物的黏度逐渐增加，并且当聚合
物溶液质量浓度超过 1 g/L 后黏度迅速上升，因此，
后续的性能评价聚合物溶液质量浓度均为 1 g/L。
2.5 IAPAM 的黏均分子量及溶解时间
溶解性能是聚合物的一个重要特性，对现场施
工效率影响较大 [18] 。1 g/L IAPAM 和 HPAM 的黏均
分子量及溶解度数据如表 2 所示。

表 2 IAPAM 和 HPAM 的分析结果
1
图 2 IAPAM 共聚物的 HNMR 谱图
1
Fig. 2 HNMR spectrogram of IAPAM Table 2 Analysis results of IAPAM and HPAM
4
样品 黏均分子量/(×10 ) 溶解时间/h 黏度/(mPa·s)
如图 2 所示，δ 4.70 为溶剂 D 2 O 的峰。δ 1.48
IAPAM 1716 7.5 250.56
为聚合物骨架主链亚甲基（—CH 2 ,a）的质子峰，δ
HPAM 1047 3.0 132.70
2.03 为聚合物骨架主链与羧基相连的亚甲基（—

CH 2 ,b）的质子峰，δ 2.35 为聚合物骨架主链次甲基 由表 2 可见，IAPAM 溶解时间长于 HPAM，表明
（—CH，c）的质子峰，δ 4.45 为酰胺基（—CONH 2 ,e）
IAPAM 的溶解性较 HPAM 差，这与 IAPAM 的共聚单
的质子峰，δ 6.85~7.60 为聚合物主链上 IA 链段侧基
体 IA 分子结构有关。一方面，IA 单体上双键两侧的
上部分未电离的羧基上（—COOH,d,f）的质子峰。
两个取代基都连接在 β 碳原子上，单体结构规整容易
上述均说明，产物结构中含 IA 和 AM 单元，基本得
结晶，与 AM 共聚时—COOH 和—CH 2COOH 对称分
到预期实验目标产物。
布在高分子链两侧，提高了高分子链的结构规整性，
2.3 元素分析
干燥过程中聚合物部分结晶，造成溶解困难；另一
表 1 列出 IAPAM 的元素分析数据。由表 1 可见，
方面，侧基—CH 2 COOH 可以和—CONH 2 形成分子
所合成 IAPAM 化学组成（C、H、N 和 O 4 种元素）
内或分子间氢键，增大了聚合物大分子间的作用力，
的实测值与理论值误差不大，均约为 3%，可能是样 也会造成聚合物溶解困难。
品中少量水分的存在对测试结果产生的影响 [17] 。
2.6 惰性阳离子对 IAPAM 溶液黏度的影响
表 1 IAPAM 的元素分析结果 惰性阳离子是指不与聚丙烯酰胺发生化学反
Table 1 Analysis results of IAPAM 应，但对其黏度有影响的阳离子，根据其价态分为
元素分类 w(N)/% w(C)/% w(H)/% w(O)/% 一价阳离子（Na 、K ）、二价阳离子（Ca 、Mg ）
2+
+
+
2+
理论值 17.94 50.29 6.82 24.95 3+
和三价阳离子（Fe ）。三价阳离子很容易通过水处
实测值 17.41 48.96 7.64 25.98 [19]
理的方法从污水中除去 ，本文主要评价了一价阳
2.4 IAPAM 溶液的黏度 离子和二价阳离子对 IAPAM 溶液黏度的影响。
+
共聚物的增黏效果与其质量浓度呈正相关性， 2.6.1 IAPAM 的抗 Na 性能评价
共聚物质量浓度越大增黏效果越好。不同质量浓度 不同质量浓度的 NaCl 水溶液对 1 g/L IAPAM 和
的 IAPAM 和 HPAM 溶液的黏度数据如图 3 所示。 HPAM 溶液黏度的影响，见图 4。

图 3 IAPAM 和 HPAM 水溶液质量浓度对黏度的影响 图 4 NaCl 质量浓度对 IAPAM 和 HPAM 溶液黏度的影响
Fig. 3 Effects of mass concentration of IAPAM and HPAM Fig. 4 Effect of NaCl mass concentration on the viscosity
aqueous solutions on viscosity of IAPAM and HPAM aqueous solutions