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主题:丙烯酰胺的水溶液聚合的制备工艺

发表于2013-08-01

丙烯酰胺的水溶液聚合方法是往单体丙烯酰胺水溶液中加入引发剂,在适宜的温度下进行自由基聚合反应。根据对产品性能和剂型的要求,可分为低浓度(单体在水中的含量为8%-12%),中浓度(20%-30%)和高浓度(>40%)聚合三种方法。低浓度聚合用于生产水溶液,而中浓度和高浓度聚合则用于生产粉状产品。在丙烯酰胺的水溶液聚合过程中,单体、引发剂、链转移剂和电解质的浓度以及温度等均影响聚丙烯酰胺的相对分子质量的重要因素。另外,微量的金属离子如FE3+、MN7+等能促进聚合反应的进行,而CU2+则起到阻聚作用,进而难以制备出高分子量的产品,为此,应注意聚合反应釜材质的选择,最好选用搪瓷、搪玻璃或不锈钢材质。

丙烯酰胺的水溶液聚合的制备工艺为:于聚合反应釜中加入规定量离子交换精制的丙烯酰胺单体水溶液以及计算量的螯合剂和链转移剂等,调节体系温度20-50度,通氮气20-30min以驱除反应体系中的氧气,然后加入引发剂溶液,引发聚合3.0-8.0H后,加入终止剂,即可得到液体聚丙烯酰胺水溶液胶体产品。此外,为减少单体的残余量,通常加入少量的亚硫酸氢钠溶液,已使聚合反应完全。为制的干粉固体产品,加入甲醇或丙酮使聚合物沉淀析出。

在上述工艺中,要注意以下几个问题。

1、丙烯酰胺单体质量浓度,因为大量聚合热的产生,单体质量浓度不宜过大,以免产生交联,影响最终产品的水溶性,故单体质量浓度以20%-50为宜。

2、引发剂种类和用量,在聚丙烯酰胺制备过程中,常用的化学引发剂有过氧化物、过硫酸盐等。此外还可采用更为节能的物理引发体系。

3、螯合剂可对聚合反应的重金属离子起到“屏蔽”作用,进而促进聚合反应的进行。

4、链转移剂可以有效防止聚丙烯酰胺聚合反应后期发生的交联现象,并通过调节链转移剂的用量来控制相对分子质量,常用的链转移剂有异丙醇和甲酸钠等。

5、终止剂的适时加入,可迅速终止聚合反应的进行,使得到的聚合物相对分子质量均匀,分子结构稳定,成为高品质产品。产用的终止剂有二硫代氨基甲酸钠和对苯二酚等。


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