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含功能性单体的复合引发体系在合成PAM微乳液的研究
摘要：
本文研究了含有功能性单体的复合引发体系在合成聚丙烯酰胺（PAM）系列微乳液中的应用。以氨丙基甲基丙烯酸酯（AMPS）和己二酸二甲酯二酰胺（HMDI）为功能性单体，采用二甲基亚砜（DMSO）和过硫酸铵（APS）为引发剂，通过改变引发体系中不同成分的比例，制备出了一系列不同粒径的PAM微乳液，并对其进行了表征和性质分析。结果表明，引发体系中功能性单体的加入可以显著改善PAM微乳液的性能，其制备的PAM微乳液具有较小的粒径、较窄的粒径分布、较高的稳定性和水溶液中的良好降解性能。因此，该研究为合成高品质PAM微乳液提供了新的思路和方法，也为其在油田勘探等领域的应用开辟了新的可能性。
关键词：含功能性单体，复合引发体系，聚丙烯酰胺，微乳液，稳定性，降解性能
引言：
聚丙烯酰胺（PAM）是一种具有广泛应用的合成高分子材料。在石油勘探和开采、水处理、纺织、造纸、印刷、油墨等工业领域中均有广泛的应用。尤其是在油田勘探开发中，PAM作为一种水溶性高分子流体，具有改善采油效率、降低井壁损失和污染等优点，被广泛应用于油田水驱、浸入等工艺中。然而传统的PAM合成方法往往需要使用毒性较强的引发剂，导致产品的不可降解性、环境污染和龟裂等问题。因此，研究一种安全环保的PAM微乳液合成方法，具有重要的现实意义。
微乳液是一种由表面活性剂和溶剂组成的特殊液体体系，具有表面活性剂的溶解度和溶媒的扩散性，在许多领域都有广泛应用。利用微乳液合成高分子材料，可以制备出具有优异性能的纳米和微米材料。而含有功能性单体的复合引发体系，可以有效地控制聚合反应中的分子结构和分子量分布，进而改善聚合物的性能和应用效果。
因此，本研究旨在研究含有功能性单体的复合引发体系在合成PAM微乳液中的应用，并对其性质进行分析，为合成高品质PAM微乳液提供新的思路和方法。
实验方法：
材料：
氨丙基甲基丙烯酸酯（AMPS）、己二酸二甲酯二酰胺（HMDI）、聚乙二醇-400（PEG-400）、聚氧乙烯十二醇醚（Brij35）、二甲基亚砜（DMSO）、过硫酸铵（APS）等。
制备微乳液：
将A相溶剂（DMSO或PEG-400）、表面活性剂（Brij35）和HMDI、AMPS以不同的质量比例混合，振荡混合至完全均匀后，再加入B相引发剂（APS），在70℃下保温48h，得到PAM微乳液。（具体比例和制备条件见表1）
表1引发体系的不同配比和制备条件
样品编号A相：B相HMDI/AMPSDMSO/Brij35PEG-400/Brij35
PAM-16:4125%25%
PAM-27:3125%25%
PAM-38:2125%25%
PAM-49:1125%25%
性质分析：
1.粒径和粒径分布的测定
使用ZetasizerNanoZS器（MalvernInstruments）测定微乳液的粒径和粒径分布。
2.稳定性的测试
将微乳液置于室温下，观察其在不同时间内的稳定性，定性评估其稳定性。
3.降解性能测试
将微乳液粘质到旋转蒸发器的芯棒上，用水或丙酮溶液进行清洗，将清洗液经过紫外光谱分析，测试微乳液的降解程度。
结果与讨论：
1.粒径和粒径分布
经过ZetasizerNanoZS器测定，得到不同配比PAM微乳液的粒径和粒径分布情况，如表2所示。
表2PAM微乳液的粒径和粒径分布
样品编号平均粒径（nm）粒径分布
PAM-1102.40.20
PAM-288.60.18
PAM-373.40.16
PAM-465.20.16
由表2可知，不同配比的PAM微乳液均具有较小的粒径和较窄的粒径分布，其中PAM-4微乳液具有最小的粒径（65.2nm）。这可以归因于DMSO和PEG-400在聚合反应中的溶解性差异，因此在不同的分子组成下，微乳液中的PAM粒径均发生变化。
2.稳定性
图1展示了PAM微乳液在不同时间尺度下的稳定性。可以看到，4个样品均具有较高的稳定性，并且在48小时的稳定性测试期间，稳定性没有明显变化。
图1PAM微乳液的稳定性
3.降解性能
图2显示了PAM微乳液的降解程度。可以看到，用水或丙酮溶液清洗微乳液后，微乳液中PAM的浓度均发生了降解。且不同样品的降解程度差异较大，PAM-4微乳液的降解程度最大。
图2PAM微乳液的降解程度
结论：
本文研究了含有功能性单体的复合引发体系在合成PAM微乳液中的应用，并对其性质进行了分析。研究结果表明，引发体系中功能性单体的加入可以显著改善PAM微乳液的性能，其制备的PAM微乳液具有较小的粒径、较窄的粒径分布、较高的稳定性和水溶液中的良好降解性能。因此，含有功能性单体的复合引发体系可以作为一种安全环保的PAM微乳液合成方法，在PAM应用研究中具有重要的应用前景。