在氧化还原体系下合成30%阳离子度P(DAC-AM)的初探(2)
丙烯酰胺（Acrylamide，简称AM，分子式C3H5NO）外观为白色晶体，相对分子质量71.08，能溶于水、丙酮、乙醇、氯仿等溶剂，不溶于苯和庚烷，加热溶解时，会释放出强烈的腐蚀性气体和氮的氧化物类化合物[1,3,4]。AM为一种不饱和酰胺，是有机合成材料的单体，可作为医药、染料、涂料的中间体。其在室温下稳定，但在紫外线作用下、处于熔点以上温度和氧化条件下极易发生聚合反应。
AM与DAC共聚反应得到的阳离子型聚丙烯酰胺（cationic polyacrylamides，简称P(DAC-AM)）是一种高效水溶性有机高分子，可用于水处理、日用化学品、医药等领域，具有重要应用价值[5,6]。
1.2 国内外研究现状
1.3 存在问题及研究内容与目标
目前30%阳离子度P(DAC-AM)产品文献报道的最高特征黏度值为25.2dL/g[13]，但是文中没有具体的制备工艺条件，且提到的引发剂是焦亚硫酸钠。而焦亚硫酸钠是还原剂，不能单独作为引发剂使用，基本科学原理上讲不通，文献[13]中也没有提到其他引发剂，因此该文献没有可比性。而其余文献报道的30%P(DAC-AM)产品的特征黏度值不够高，仅文献[16]鞠久妹采用水溶液聚合，过硫酸铵为引发剂，得到特征黏度值为17.23dL/g的30%阳离子度P(DAC-AM)胶体产物，这是现有文献中较高的特征黏度值。
本实验将在已有文献[16]中的30%阳离子度P(DAC-AM)产品的基础上，采用水溶液聚合法，对引发温度、单体起始含量、复合引发剂含量和助剂含量等因素进行单因素实验，得到比较完整的较佳制备工艺水平，并且期望得到产品的特征黏度值能超过17.23dL/g，为进一步系列化产品及其工业应用奠定基础。
2 实验原理
根据查阅文献[1, 16]可知，DAC和AM共聚反应是自由基共聚反应，其具体的反应机理如下所示。
2.1 DAC和AM共聚自由基共聚理论
自由基是带有未配对电子的基团，性质非常活泼，容易获得或失去一个电子而成键，是由化合物分子的共价键在外界条件（如光、热、辐射、引发剂等）的影响下分裂而成的[16]。自由基一般都是反应的中间产物，在液态或气态时，寿命很短，浓度极低，不能单独分离出来。自由基活性也与自身结构有关，一般可归纳为共轭效应、极性因素和空间位阻效应。自由基本身不可能分解成更简单的自由基，进行消去反应[16]。