水解聚马来酸酐（HPMA）的合成工艺研究(5)
（4）引发剂的滴加速度
双氧水的滴加时机和滴加速度也是一个影响合成产物水解聚马来酸酐性能的重要因素。滴加引发剂的目的是为了使双氧水受热分解产生自由基，用来引发马来酸酐单体的自由基聚合。双氧水过早滴加将会因体系大量放热引起反应加剧，从而影响产物的聚合度和分子量分布，甚至在反应釜内暴沸危及人身安全。另外，双氧水加量不均匀也会影响反应体系温度，进而影响产物的聚合度不均匀。也就是说，在反应初期，溶液中没有自由基，急需大量的自由基来引发聚合反应，此时引发剂的滴加速度应较快，到了反应后期，随着溶液中自由基的增多，引发剂的滴加速度可逐渐放缓。因此通过控制引发剂的滴加速度，可以有效缩短聚合反应所需时间。在0.5h 内加完，合成出的产物性能较为理想。
3 实验数据的处理与讨论
3.1 催化剂用量的探索
反应条件固定为马来酸酐m=25g、反应温度T=90°C、引发剂（双氧水）用量m=20g、反应时间t=2h，研究加入不同量的催化剂(硫酸铁铵)对产品阻垢率的影响：
表1 在不同催化剂用量下测得阻垢率的大小
实验编号 硫酸铁铵（g） 阻垢率（%）
1 0.125 23.1
2 0.250 24.0
3 0.375 26.9
4 0.500 25.0
5 0.625 24.0
图3.1 催化剂用量与HPMA阻垢率的关系
催化剂的作用是通过增加反应速度而缩短时间，当催化剂的用量增加到一定限度时，催化剂作用达到最佳状态。不加催化剂，反应进行不彻底，产品阻垢率低，当加入催化剂后，反应进行明显加快，产品阻垢率提高。马来酸酐在无催化剂作用下很难发生聚合，催化剂的加入使反应速度加快，缩短了反应时间，然而过多加入催化剂导致生成的聚合物相对分子质量小，不均匀，阻垢率下降。由图1可知，不加催化剂，反应进行不彻底，产品阻垢率低，当加入催化剂后，反应进行明显加快，产品阻垢率提高。随着催化剂在一定范围内的增加阻垢率明显提高，当催化剂用量达到0.375g时阻垢率最高。若再增加催化剂的用量，阻垢率也不会提高反而有所下降。由实验结果表明,催化剂的用量在0.375g最佳。
3.2 引发剂用量的探索
在反应过程中引发剂双氧水产生•OH，与马来酸酐单体形成活性单体。
反应条件固定为马来酸酐m=25g、反应温度T=90°C、催化剂(硫酸铁铵)m=0.375g、反应时间t=2h，研究加入不同量的引发剂[12](双氧水)对产品阻垢率的影响：
表2 在不同引发剂用量下测得阻垢率的大小
实验编号 双氧水（g） 阻垢率（%）
1 10 23.1
2 15 24.0
3 20 26.9
4 25 24.0
5 30 21.1
图3.2 引发剂用量对HPMA阻垢率的影响
由图2可知，随着引发剂用量的增大，产物的阻垢率增加，但是当用量超过一定值时，阻垢率开始下降。引发剂用量太小，聚合不完全，残余单体多，引发剂用量大，合成聚合物相对分子量高，聚合完全，阻垢效果好；引发剂用量太大，生成自由基多，聚合速率快，链终止速率也随之加快，导致聚合物相对分子量太小，阻垢率下降。H2O2投加质量<26.0g时，HPMA的阻垢率随着H2O2投加量的增加明显上升，但当H2O2加入量过多时HPMA的阻垢率又相对降低。这主要是因为随H2O2投加量的增加，有更多的•OH生成，所以反应物聚合速度快、聚合链短、合成的相对分子质量小，聚合物中游离态水分增多，使有效浓度减少，从而降低了PHPMA的阻垢性能。但若引发剂用量太少，则反应物聚合不完全，残余单体多，这样有效聚合物少，也导致聚合物阻垢率下降。由图2可得最佳引发剂用量为20mL。
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