丙烯酸/马来酸酐半连续水溶液共聚动力学及模型研究

【摘要】丙烯酸与马来酸共聚物具有高密度的羧基,与小分子多元醇结合使用,可用做天然或人造纤维的热固性胶粘剂,取代甲醛树脂,实现零甲醛排放。该共聚物是由丙烯酸和马来酸酐经高温水溶液共聚制得,但由于丙烯酸和马来酸酐竞聚率差别很大,产物中马来酸残留较多,还伴有副产物苹果酸与富马酸生成,如何提高马来酸酐的转化率和减少副产物的生成是合成丙烯酸与马来酸共聚物的关键,这需要对共聚及副反应的动力学、机理的系统了解,但目前尚无相关的研究报道。本课题以过氧化氢为引发剂,对120℃下的丙烯酸与马来酸酐的半连续水溶液共聚反应的动力学及机理进行了研究,并建立了反应动力学数学模型。研究表明马来酸酐的聚合能力很低,只有在丙烯酸存在的条件下才能参与聚合反应,降低马来酸酐在单体中的比例、延长半连续滴加时间及增加引发剂用量都有利于提高马来酸酐的转化率,同时减少副产物富马酸与苹果酸的产生；单体的中和反应可改变其竞聚率,从而提高马来酸酐的转化率并降低副反应速率。聚合反应过程过氧化氢分解产生自由基的同时也生成氧气,但在使用的反应条件下氧气对自由基增长的抑制作用并不明显。马来酸异构化和水合反应速率常数以及富马酸的水合反应速率常数通过实验获得。数学模型的建立使用了共聚末端模型,同时考虑了高温下马来酸的异构化与水合等副反应、过氧化氢分解产生氧气、溶解氧对自由基的捕捉作用以及体系压力变化,同时使用了矩方法,对单体转化率、副产物产量、聚合物平均分子量及分子量分布、共聚物组成等进行了预测。数学模型预测结果能够与动力学实验数据相匹配。本课题的创新点有：掌握了以过氧化氢为引发剂的高温丙烯酸-马来酸酐半连续水溶液共聚反应动力学规律,深入了解马来酸的异构化与水合等副反应机理,利用数学模型与动力学研究相结合,提出了提高马来酸酐转化与降低马来酸副反应的聚合条件,指导丙烯酸与马来酸共聚物的高效制备。
【作者】茹婧；
【导师】朱世平；王文俊；
【作者基本信息】浙江大学，化学工程，2013，硕士
【关键词】丙烯酸；马来酸酐；半连续共聚；水溶液共聚；数学模型；动力学；过氧化氢；

【参考文献】
[1]高超.小学教师作业观对学生作业负担的影响机制研究[D].宁波大学,课程与教学论,2014,硕士.
[2]李庆山.异基因造血干细胞移植后Th17细胞重建与IRF8调控Th17细胞分化机制的初步研究[D].南方医科大学,血液内科,2014,博士.
[3]杨杰.糖皮质激素调控DKK1影响骨髓间充质干细胞的增殖与分化[D].辽宁医学院,口腔临床医学,2012,硕士.
[4]杨晋岭.基于DSP的SRM闭环调速系统[D].太原理工大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[5]许红梅张宁本报记者丁秀玉.“四个提升”促创新型城市建设[N].科技日报,2013-09-02006.
[6]任思敏.我国保障性住房的分配制度初探[D].山西财经大学,经济法,2013,硕士.
[7]马寰.博物馆体验性展示设计研究[D].西安美术学院,设计艺术学,2014,硕士.
[8]王晓燕.山核桃种蒲部分活性物质鉴别及核桃酮的研究[D].安徽农业大学,营养与食品卫生学,2011,硕士.
[9]袁璇.行政裁量基准制度研究[D].湖北大学,行政法与法治政府,2011,硕士.
[10]刘玉.中—英双语者的词汇—概念记忆表征研究[D].西南大学,发展与教育心理学,2013,硕士.
[11]张荣.陕煤黄陵矿业企业文化建设研究[D].西北大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[12]崔伟伟.东莨菪内酯诱导烟草对青枯病的抗性及其作用机理研究[D].西南大学,农药学,2014,硕士.
[13]王亚娜.癫痫病大脑在休息状态下的动态特征[D].北京交通大学,2014.
[14]李兴隆.多反射望远镜系统的设计[D].复旦大学,光学,2013,博士.
[15]朱丹宁.1989-2008年湖北省降水变化特征及其侵蚀力初步分析[D].华中师范大学,自然地理学,2014,硕士.
[16]于婷婷.高校教育行政诉讼问题研究[D].郑州大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[17]周平.高中语文高效课堂的构建[D].华中师范大学,教育管理,2013,硕士.
[18]康进.医疗服务顾客满意度测评体系研究[D].浙江大学,2004.
[19]陈麓伊.高中语文古诗词教学创新策略研究[D].湖南师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[20]孙玲莹.基于CdTe量子点作用下的鲁米诺电化学发光传感器的研究[D].苏州大学,分析化学,2012,硕士.
[21]张妍.当代大学生社会主义荣辱观教育存在的问题及对策[D].华中师范大学,思想政治教育,2014,硕士.
[22]曹根,张凤林,刘鹏,牛亮,欧阳承达.AlSiC复合材料磨削加工研究进展(下)[J].超硬材料工程,2014,01:32-35.
[23]左犟.追寻生命的意义[D].华东师范大学,人力资源开发与教育,2013,硕士.
[24]张婕.家庭治疗连续培训过程的探索性研究[D].中南大学,心理学,2014,博士.
[25]葛磊.我国居民服务性消费与第三产业关系研究[D].华侨大学,数量经济学,2014,硕士.
[26]翟秋瑛.基于可达性的不确定图查询研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[27]DanielJones.The North Korean Conundrum:an Analysis at the American and Chinese Response to the North Korean Nuclear Crisis[D].华中师范大学,国际关系,2013,硕士.
[28]贲娟.农村公路养护资金的筹集及使用监管问题研究[D].重庆交通大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[29]赵剑.第19届世界杯西班牙足球队与对手防守打法对比研究[D].山西师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[30]张会峰.基于B/S架构的试题库系统的研究与实现[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[31]刘洋.重庆市三峡库区耕地及农村居民点用地整理潜力评价研究[D].西南农业大学,2004.
[32]徐宁程海娇刘清岱刘君马延和.细菌Na+/H+逆向转运蛋白的研究进展[J].微生物学通报.
[33]唐雄.毛泽东的学习观研究[D].山东大学,马克思主义中国化研究,2013,硕士.
[34]李云典.叠前地震资料复数道处理[J].石油地球物理勘探,1995,S1:17-23+185.
[35]文彬辉.消渴病中医证候要素与糖化血红蛋白水平相关性研究[D].北京中医药大学,中医内科学,2014,硕士.
[36]张佩佩.我国私募股权投资构成要素研究[D].武汉理工大学,会计学,2012,硕士.
[37]廖磊,周琳,谢芹,郭雪峰,刘忠范.应力诱导的石墨烯周期性修饰[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第30分会：低维碳材料[C].中国化学会:,2014:1.
[38]李栋杰.服务商视角的通讯设备维护业务外包管理[D].华中科技大学,工商管理,2013,硕士.
[39]姚成,黄国方,周劭亮,金杰,陆洪洋.软PLC技术应用于智能保护测控装置的实现方案[J].电力系统自动化,2010,23:115-118.
[40]蔡秋娜,文福拴,薛禹胜,辛建波.基于SCUC的可入网混合电动汽车优化调度方法[J].电力系统自动化,2012,01:38-46.
[41]伍娟英.LY294002提高与HS-5细胞共培养后的急性髓系白血病细胞对As_2O_3的敏感性[D].福建医科大学,临床检验诊断学,2014,硕士.
[42]葛海青.中国托盘联营系统及关键技术的研究[D].浙江工业大学,2009.
[43]熊沛,徐振锋,林波,刘庆.岷江上游华山松林冬季土壤呼吸对模拟增温的短期响应[J].植物生态学报,2010,12:1369-1376.
[44]刘佳特.规整填料结构开发的数值模拟与实验研究[D].华东理工大学,化学工程,2014,硕士.
[45]林世云.清代桂东南地区的桥梁与渡口研究[D].广西师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[46]陈军刚.金属氧化物/氧化石墨烯及其还原产物纳米复合结构的制备与表征研究[D].西南科技大学,2014.
[47]丁堃.活性炭吸附水中邻苯二甲酸二丁酯及介质阻挡放电再生活性炭的实验研究[D].南昌大学,市政工程,2012,硕士.
[48]金昭.基于蛋白质组学的江苏啤酒大麦麦芽过滤性能缺陷的研究[D].江南大学,发酵工程,2014,博士.
[49]杨靖凯.共同犯罪中帮助行为的定罪处罚研究[D].广西师范大学,法律,2013,硕士.
[50]袁传杰.新疆沙尔湖褐煤热解与成浆特性研究[D].新疆大学,化学工程与技术,2013,硕士.