Введение к работе
Актуальность проблемы. Водорастворимые полимеры на основе акриламида обладают комплексом ценных свойств и с успехом применяются для интенсификации различных технологических процессов в нефтедобыче, горнорудной, текстильной и бумажной промышленности. Они используются для очистки сточных и питьевых вод, снижения гидродинамического сопротивления, укрепления грунтов и в качестве флокулянтов. Однако широкое использование полимеров акриламида в промышленности сдерживается из-за отсутствия в стране крупнотоннажного производства. По этой причине остается весьма актуальной проблема разработки новых методов синтеза и создания отечественной технологии получения высокоэффективных полимеров на основе АА. с широким ассортиментом свойств.
Как известно, комплекс важнейших эксплуатационных свойств полимерных материалов в значительной степени определяется молекулярными и конформационшши характеристиками их молекул. В то же время молекулярные характеристики содержат в себе ценную информацию об истории образования и превращения макромолекул и поэтому эффективно используются для выяснения механизма этих процессов. В связи с этим исследование молекулярных и конформа-ционных характеристик и установление корреляций с технологическими свойствами позволяют целенаправленно подойти к решению проблемы синтеза эффективных полимеров с комплексом заданных свойств.
Цель работы состояла в исследовании свойств растворов по-лиакриламида и полимеров на основе акриламида различного состава , определение их молекулярных и конформационных параметров и установление закономерностей, связывающих эти параметрите эксплуатационными свойствами.
В работе решались следующие конкретные задачи:
исследование молекулярных характеристик и свойств растворов полимеров АА и его сополимеров с акриловой кислотой АК различного состава;
выявление корреляций между различными молекулярными характеристиками и эксплуатационными свойствами растворов полимеров на основе акриламида;
изучение влияния различного рода воздействий на стабильность эксплуатационных свойств растворов полимеров акриламида и их молекулярных характеристик.
Научная новизна. В работе впервые;
определены относительные невозмущенные размеры цепей ПАА из асимптотического наклона угловой зависимости светорассеяния в В - растворителе;
установлена идентичность величин исключенного объема сегментов для ПАА при внутри - и межмолекулярных взаимодействиях;
установлено, что наблюдаемый характер зависимости инкрементов показателя преломления для диализованных растворов ГПАА от степени гидролиза обусловлен влиянием характера избирательной адсорбции при изменении состава сополимера;
показано, что изменение размеров макромолекул ШАА в солевой и кислотной формах обусловлено характером изменения термодинамического качества растворителя;
известные теоретические выражения для приведенной вязкости растяжения растворов монодисперсных полимерных цепей обобщены на случай полидисперсных систем. Учет влияния полидисперсности по ММ позволил объяснить экспериментально наблюдаемый характер зависимости этой вязкости от термодинамического качества растворителя;
- получено выражение для изменения концентрации растворенного полимера, которое удовлетворительно описывает влияние термодинамического качества растворителя и размера частиц сухого полимера.
Личный вклад автора. Автор лично получил все результаты по свойствам растворов, молекулярным характеристикам и конфор-мацяонным параметрам ПАА и ГПАА, вместе с соавторами активно участвовал в обсуждении результатов.
Автор совместно с Масленниковым В.А. синтезировал ряд образцов ПАА и ШАА, а фильтрационные свойства коммерческих ШАА определил совместно с к.т.н. Соляковым Ю.В. Анализ образца ПАА методом ГПХ был проведен Чубаровой Е.Н.(ИВС РАН). Обоснование метода определения относительных размеров из асимптотического наклона угловой зависимости светорассеяния, вывод соотношений по свойствам растворов полимэров в пористой среде и все остальные теоретические расчеты проведены совместно с к.х.н.Изкмнико-вым АД.
Практическая ценность. В связи с тем, что применение полимеров АА осуществляется в виде растворов, полученные в работе результаты исследований свойств растворов ПАА и ІЇЇАА и выявленные корреляции между молекулярными и конформационными параметрами и эксплуатационными свойствами данных полимеров могут быть использованы при синтезе различных полимеров АА с комплексом заданных свойств и, кроме того, могут быть использованы для оптимизации технологий повышения нефтеотдачи, а также технологических процессов в других отраслях промышленности.
Установленные в работе соотношения Марка-Куна-Хаувинка для ПАА позволяют определять значения молекулярной массы по величине характеристической вязкости.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на
3 и 4 Всесоюзных конференциях "Водорастворимые полимеры и их применение" в 1987 и 1991 г.г. в г.Иркутске, на 2 Всесоюзной конференции "Свойства и применение водорастворимых полимеров" в 1991 г. в г.Ярославле, на Всесоюзной конференции "Азотсодержащие полиэлектролиты" в 1989 г. в г.Свердловска, на 13 Всесоюзном симпозиуме по реологии в 1984 г. в г.Волгограде.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы, состоящего из 178 наименований. Текст диссертации изложен на 152 страницах, работа содержит 61 рисунок и 12 таблиц.
