反相乳液聚合法合成超高分子质量聚丙烯酰胺_武世新
反相乳液聚合制备丙烯酰胺均聚物
反相乳液聚合制备丙烯酰胺均聚物赵明;杨声;王英;李春新【摘要】采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相、丙烯酰胺水溶液为分散相、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂、过硫酸铵为引发剂、Span-80和OP-10为复合乳化剂,制备了丙烯酰胺均聚物（PAM）;考察了溶剂、交联剂及其用量、氮气、单体浓度、乳化剂种类、油水比、引发剂用量对PAM均聚物性能的影响.较佳的聚合条件为：交联剂的用量为单体质量的2.5%,单体AM的含量为40%,油/水质量比接近1.0,引发剂过硫酸铵为单体含量的0.9%,使用复合乳化剂Span-80/OP-10,HLB=5.35.在此聚合条件下,制得的PAM均聚物的粘度较大,稳定性较好.%By reverse phase emulsion polymerization,in liquid paraffin wax for continuous phase and acrylamide solution for the dispersed phase,N,N ＇and methyl double acrylamide as crosslinking agent,ammonium persulfate as the initiator,Span 80 and OP-10 as compound emulsifier,preparation for the acrylamide（PAM） are homopolymers;Examine thesolvent,crosslinking agent and dosage,nitrogen,monomer concentration,emulsifier types,oil and water ratio,the initiator of PAM dosage influence on the performance of the thing all together.Better polymerization conditions for： the amount of crosslinking agent for 2.5% of the mass of monomer,monomer AM content is 40%,oil/water weight than close to 1.0,the initiator ammonium persulfate as monomer content of 0.9%,use compound emulsifier Span 80/OP-10,HLB = 5.35.On the polymerization conditions,the system of the viscosity of the homopolymers PAM are larger,stability is good.【期刊名称】《甘肃高师学报》【年(卷),期】2012(017)002【总页数】4页(P22-25)【关键词】反相乳液;聚合;丙烯酰胺;均聚物;复合乳化剂【作者】赵明;杨声;王英;李春新【作者单位】定西师范高等专科学校生化系,甘肃定西743000;定西师范高等专科学校生化系,甘肃定西743000;定西师范高等专科学校生化系,甘肃定西743000;甘肃省化工研究院,甘肃兰州730020【正文语种】中文【中图分类】TQ316.334反相乳液聚合是于20世纪60年代初期发展起来的一类新型的乳液聚合技术，第一个反相乳液聚合的专利是1962年J.W.Vanderhoff提出的，80年代取得了较大进展.反相乳液聚合与溶液聚合相比较，由于反应位置的分隔化，它把水溶性单体的高聚合速率和高聚合度联系在一起，具有突出的优点.反相乳液聚合制备的特种聚合物胶乳和功能聚合物胶乳粒子，很容易反转并溶解于水中，便于很多领域的应用.反相乳液聚合法具有聚合速率快、有利于搅拌和传热，聚合产物固含量高、相对分子质量大、易分离、溶解迅速，成为合成水溶性导电聚合物的主要发展趋势. 聚丙烯酰胺（PAM）是一类新型、精细、功能高分子产品，是现代水溶性合成高分子聚电解质中最重要的品种之一 [1－2].采用反相乳液聚合法合成的聚丙烯酰胺（PAM）广泛应用于化工、冶金、地质、煤炭、石油、造纸、轻纺、水处理等工业部门，关于它的研究颇为深入[3－11].采用反相乳液聚合方法合成了PAM均聚物，研究了溶剂、交联剂以及交联剂用量、通氮气和空气条件下、单体浓度、油水比、使用不同单一乳化剂及其复合乳化剂、引发剂用量等因素对PAM均聚物的影响，确定了最佳合成工艺条件，并采用透射电镜对反相乳液粒子的形貌进行了分析表征.丙烯酰胺(AM)，化学纯，临海化学厂；N,N′－亚甲基双丙烯酰胺 (MBAM)，化学纯，天津市光复精细化工研究所；Tween－80，化学纯，天津市福晨化学试剂厂；Span－80，化学纯，天津市福晨化学试剂厂；OP－10，化学纯，天津市致远化学试剂有限公司；过硫酸铵，分析纯，西安化学试剂厂；液体石蜡，化学纯，天津化学试剂有限公司；环己烷，分析纯，天津市巴斯夫化工有限公司；苯，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；甲苯，分析纯，天津市北方天医化学试剂厂；EDTA，分析纯，北京化工厂.将装有温度计、搅拌器、冷凝装置、滴液漏斗的四颈烧瓶置于恒温水浴槽中，加入液体石蜡和乳化剂.在一定搅拌速率下，通氮除氧30min后，分别滴加引发剂和聚合单体水溶液，一定温度下反应3～4h.冷却放置，观察AM均聚物的稳定性.采用上海衡器厂NDJ－1型旋转粘度计测定试样的粘度，转速为60r/min；JEM－100CXⅡ型透射电子显微镜，日本日立公司.对影响PAM均聚物合成的因素，如：溶剂、交联剂以及交联剂用量、通氮气和空气条件下、单体浓度、油水比、使用不同单一乳化剂及其复合乳化剂、引发剂用量等因素进行了考察，确定了最佳合成工艺条件，并采用透射电镜对反相乳液粒子的形貌进行了分析表征.反相乳液聚合体系中用非极性介质作为连续相，可选择任何不与水互溶的有机惰性液体，分散介质的性质，特别是介电常数、溶解度参数和对所选用的表面活性剂的溶解能力，对反相乳液聚合过程有着非常显著的影响.由表1可知，液体石蜡的表观粘度最大，稳定性能也最好.在选择其它实验条件相同时，分别选用苯、甲苯、液体石蜡、环己烷为油相，得到的反相乳液对其进行研究.结果表明各乳液放置24小时后分层情况为：液体石蜡不分层，环己烷分层，甲苯不分层，苯分层，其中环己烷分层程度更大.由此可见，选择液体石蜡作为油相比较理想.2.2.1交联剂(MBAM)对PAM均聚物反相乳液聚合的影响由表2可知，使用交联剂时PAM均聚物的粘度较大，更稳定，而不使用交联剂时聚合物的粘度较小.因此实验中加入交联剂以增大PAM均聚物体系的粘度和稳定性能.2.2.2交联剂（MBAM）用量对PAM均聚物反相乳液聚合的影响丙烯酰胺系聚合物大分子的形态对产物粘度有很大影响，理想的聚合物大分子合成有适度的交联.因此，在聚合物体系中加入交联剂以提高产物的粘度.实验证明：在反应体系中交联剂用量小于某一值时，随着交联剂用量的增加，产物的粘度也增加；但当交联剂占单体的用量超过某一值后，随着交联剂的增加，产物的粘度反而下降.这是由于交联剂含量较少时，聚合物的交联度低，聚合物在水中溶解，因而粘度较低；若交联过度，使聚合物在水中完全不溶解，因而粘度也低.只有当交联剂用量适当时，聚合物交联度适中，在水中部分溶解，部分溶胀.在这种状态下，产物的水溶液粘度最大，见图1.由于空气和水中的氧气对聚合反应有阻聚作用，因此需要向体系中通氮气以排除体系中的氧气.氧对自由基聚合反应具有强烈的阻聚作用，主要是由于氧易与引发剂分解的自由基互相结合而消耗大量的活性自由基.实验发现，对水相通N2驱氧有助于快速聚合，但通N2速度不可过快，过快易使单体溶液产生自聚.由表3可知，通氮条件下，反相乳液的粘度和稳定性能均较好，因此选择通氮条件下预乳化，确保反应中没有氧气的干扰.单体浓度也是影响反相乳液聚合及对产物粘度的一个重要因素.由图2可见，PAM 均聚物的粘度随AM含量的增加而增大，当w(AM)＜20%时，AM含量对PAM均聚物的粘度影响不大；当w(AM)＞50%时，易发生暴聚或凝胶.故选取w(AM)=40%较为适宜.乳化剂种类的选择是影响乳液稳定性的重要因素.多次实验证明，将两种乳化剂混合得到的复配乳化剂较单一乳化剂乳化效果好，得到的乳液稳定.当使用复配乳化剂时，可以得到稳定性较高的反相乳液.这是由于当两种乳化剂复合使用时，体系中的乳化剂分子交替吸附于乳胶粒表面，相当于在非离子型的乳化剂之间嵌入了非离子型的乳化剂分子，这样就增强了乳化剂在乳胶粒上的吸附；同时非离子型乳化剂对胶粒具有保护作用，胶乳的稳定性由此得以提高.由表6可知，使用单一乳化剂时，乳液不稳定，容易暴聚分层；使用Span－80时，乳液较稳定，粘度较高；而使用复合乳化剂Span－80/OP－10 和 Span－80/Tween－80 时，乳液稳定，粘度较高，Span－80/OP－10 的组合更好，此时 HLB 值均为 5.35.考察了油与水的质量比（简称油水比）对PAM均聚物粘度的影响较大，油水比不同，所得PAM均聚物的粘度也不同.从图3知，PAM均聚物的粘度随油水比的增大先增大后减小，当油水比为1.0时，PAM均聚物的粘度达到最大值.这是因为：(1)当油水比太小时，由于连续相油相的质量少，不能很好地分散聚合热而易产生暴聚或凝胶，由于油相不能很好地分散单体液滴导致聚合时胶乳粒子发生粘结而出现凝胶；（2）当油水比太大时，聚合效率和固含量降低.引发剂是产生自由基聚合反应的活性中心，引发剂用量越大，则活性中心越多，相应聚合物的分子量就越低.由图4知，当 w（（NH4）2S2O8）＜0.6%时，PAM 均聚物的粘度很小；当 w（（NH4）2S2O8）=0.9%时，PAM 均聚物的粘度达到最大值；当 w（（NH4）2S2O8）＞0.9%时，PAM 均聚物的粘度减小.这是因为引发剂含量影响聚合物交联点间的相对分子质量，从而影响高分子的网络容积.引发剂含量过高时，导致聚合物交联点间的相对分子质量过小，聚合物的粘度降低；反之，则活性中心较少，聚合速率慢，导致交联度下降，交联点间的分子量过大，聚合物粘度也减小.故选取 w（（NH4）2S2O8）=0.9%较适宜.图5为PAM均聚物反相乳液的透射电镜照片.测知，乳液粒子为最小粒径50nm、最大粒径100nm的凝聚体.反相乳液产品的稳定性较高，放置6个月后底部出现微量的胶体，摇动后胶体消失.但由照片可以看出，乳液粒子基本没有团聚现象，形态较规则.(1)采用反相乳液聚合技术制备了反相乳液PAM均聚物，较佳工艺条件：交联剂的用量为单体质量的2.5%，单体AM的含量为40%，油/水重量比接近1.0，引发剂过硫酸铵为单体含量的 0.9%，使用复合乳化剂 Span－80/OP－10，HLB=5.35；(2)在较佳工艺条件下制备了PAM均聚物，产物粘度较大，稳定性好.(3)由于改进了合成工艺，所得反相乳液PAM均聚物粘度大，达到0.84Pa·s，稳定性能高，可望在高吸水性树脂以及水处理、石油回收等领域得到更为广泛的应用.Kaywords：inverse emulsion；polymerization；acrylamide；homopolymer；complex emulsifier【相关文献】[1]胡金生，曹同玉，刘庆普.乳液聚合[M].北京：化学工业出版社，1986.[2]曹同玉，刘庆普，胡金生.聚合物乳液合成原理性能及应用[M].北京:化学工业出版社，1997.[3]袁洪海.聚丙烯酰胺生产工艺研究[D].上海：华东理工大学，1994.[4]李朝艳.阳离子丙烯酰胺共聚物反相乳液的合成研究[D].青岛：青岛科技大学,2005.[5]盘思伟.新型阳离子聚丙烯酰胺微粒的研究[J].石油化工，2000，29：760～763.[6]易昌凤，周枝雄，徐祖顺.Starch－g－PAM 絮凝剂的反相乳液合成及应用研究[J].湖北大学学报（自然科学版），2006，28（2）：173～176.[7]李朝艳，武玉民，王玉鹏等.二甲基二烯丙基氯化铵－丙烯酰胺共聚物反相乳液合成工艺研究[J].化学工业与工程技术，2004，25（5）：20～23.[8]吴建军，马喜平，郑锟等.反相乳液聚合合成AM/DMDAAC 阳离子共聚物[J].石油化工，2005，34（2）：140～143.[9]王新龙，周环，张跃军.油溶性引发剂引发反相乳液聚合制备 P(DMDAAC/AM)及其性能[J].精细化工，2005，22（8）：604～606.[10]蔡英明,张兴英.丙烯酰胺－二甲基二烯丙基氯化铵反相微乳液体系的制备及表征.石油化工，2007，36（6）：579～583.[11]毕可臻，张跃军.二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺共聚物的合成研究进展.精细化工，2008，25（8）：799～805.。
丙烯酰胺反相乳液聚合
丙烯酰胺反相乳液聚合丙烯酰胺反相乳液聚合乳液聚合是一种重要的聚合方法，可以得到高分子量、高交联度的聚合物。
而丙烯酰胺反相乳液聚合作为一种常用的聚合方法，在科研和工业生产中得到了广泛应用。
本文将介绍丙烯酰胺反相乳液聚合的原理、优点以及应用领域。
丙烯酰胺反相乳液聚合是一种在两相界面上同时进行的聚合过程。
在这个过程中，丙烯酰胺单体以乳液的形式分散在水相中，通过引入乳化剂和交联剂，使丙烯酰胺分子在油相中自由聚合。
这种乳液聚合的方法具有许多优点。
首先，丙烯酰胺反相乳液聚合可以得到高分子量的聚合物。
由于单体分散在水相中，聚合反应发生在油相中，品位较高的乳化剂和交联剂可以有效地控制聚合反应的速率和高分子量的形成。
因此，得到的聚丙烯酰胺聚合物可以具有较高的分子量。
其次，丙烯酰胺反相乳液聚合可以获得较高的交联度。
在聚合反应过程中加入交联剂，可以引发交联反应，使聚合物的结构更加紧密。
这种交联结构可以赋予聚合物更好的稳定性和机械性能，从而在许多应用领域中发挥重要作用。
丙烯酰胺反相乳液聚合的方法也被广泛应用于生物医学领域。
在医学工程中，聚丙烯酰胺作为一种生物材料，具有良好的生物相容性和可降解性，可以用于制备人工软骨、骨水泥等材料。
通过控制聚合条件和乳化剂的选择，可以得到具有不同交联度和结构的聚丙烯酰胺，满足不同应用的需求。
此外，丙烯酰胺反相乳液聚合还被应用于纺织品工业。
聚丙烯酰胺聚合物可以用于纺织品整理剂的制备，提高纺织品的柔软度和耐洗涤性能。
同时，聚丙烯酰胺还可以用于纺织品的修饰，增加纺织物的透气性和吸湿性，提高穿着舒适度。
总之，丙烯酰胺反相乳液聚合作为一种重要的聚合方法，在科研和工业生产中得到了广泛应用。
它能够得到高分子量、高交联度的聚合物，并在生物医学和纺织品工业中发挥重要作用。
通过进一步研究和改进，相信丙烯酰胺反相乳液聚合的应用前景将会更加广阔。
反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺及其应用
反相乳液聚合是以非极性液体如烃类溶剂为连续相（油相），单体溶于水为分散相（水相），借助乳化剂将分散相（水相）分散于连续相（油相）中，形成“油包水”（Ｗ／Ｏ）型乳液进行聚合。
反相乳液聚合为水溶性单体提供了一个具有高聚合速率和高相对分子质量聚合产物的聚合方法。
反相乳液聚合是Ｖａｎｄｅｒｈｏｆｆ等［１］在１９６２年进行的，他们以有机溶剂为介质，首先进行了水溶性单体的反相乳液聚合，并发现：反相乳液聚合与溶液聚合相比具有许多优点，如聚合速率高、得到的胶乳通过调节体系的ｐＨ值或加入乳化剂等方法可使聚合物迅速地溶于水，比粉末型聚合物的应用更加方便。
从此反相乳液聚合作为常规乳液聚合的一个补充，得到迅速发展［３］。
１反相乳液聚合体系组成丙烯酰胺反相乳液聚合体系包括：水溶性丙烯酰胺类单体、水溶性阳离子或阴离子功能单体、引发剂、Ｗ／Ｏ型乳化剂、水相、连续相和助剂等。
１．１乳化剂和连续相反相乳液聚合必须利用表面活性剂，通过一定的方式将含有丙烯酰胺和水溶性阳离子型、水溶性阴离子型等共聚单体组成的水溶液（分散相）分散乳化在油相中（连续相），因此乳化剂在反相乳液聚合中的作用是非常大的。
早期的乳化剂一般采用非离子型的表面活性剂，如失水山梨糖有机酸酯、失水山梨糖酯环氧乙烷的加成物，烷基醇或烷基酚环氧乙烷的加成物。
目前基本不使用单一的乳化剂，转用复配型乳化剂，但不论使用何种复配乳化剂都必须使复配后的乳化剂的ＨＬＢ值尽量与水相中的丙烯酰胺和共聚单体所组成体系的ＨＬＢ接近，只有这样才能达到较好的乳化效果。
早期，油相一般采用苯－甲苯为油相，后来采用高沸点的溶剂油为连续相。
有的研究者［２］以Ｏｐ，Ｓｐａｎ和Ｎｐ系列表面活性剂为乳化剂，各种油为连续相，进行Ｗ／Ｏ乳液的研究认为：非离子表面活性剂亲油基结构和油相分子结构应该相似，以便在界面油相一侧形成致密的活性剂－油分子结构体，增加界面粘度，对乳液稳定有利。
国外有人采用两亲性高分子表面活性剂为乳化剂，如Ｒｅｅｋｍａｓ等［３］以两亲高分子低ＨＬＢ值嵌段聚合丁基硬脂酸酯为乳化剂，生物油为连续相；ＪｏｓｅＨｅｒｎａｎｄｅｚ等［４］以１２－羟基硬脂酸－聚氧乙烯醚三段聚合物为乳化剂，异构烷烃为连续相进行丙烯酰胺反相乳液聚合，乳液的性质好于使用一般普通乳化剂的聚合乳液。
反相乳液聚合法制备丙烯酰胺聚合物研究
反相乳液聚合法制备丙烯酰胺聚合物研究王敏;赵丰【摘要】The polymerization of acrylamide was studied in inverse emulsion by compound initiating sys-tem. Isqparaffin was used as organic phase,aqueous solution of acrylamide was dispersed phase. The effect of variables such as oil-water ratio,emulsifier type,reaction temperature and initiator ratio were investiga-ted. When the reaction temperature was30 ℃,oil-water ratio was 1∶1,HLB value of emulsifier was 5. 8, initiator ratio was 1∶2,PAM achieved good solubility and high stab ility. In the experimental condition,the particle size of the polymer was small and the molecular weight was up to 2. 13 × 106 . The nucleation of monomer droplets has been confirmed by particle size distribution.%采用反相乳液聚合法,以液体石蜡为连续相,丙烯酰胺水溶液为分散相,使用复合引发剂,制备了聚丙烯酰胺。
考察了油水比、乳化剂类型、反应温度、引发剂配比等因素对聚合粘度的影响。
得到较好的聚合条件为：反应温度为30℃,油水比1∶1,HLB值为5.8,引发剂含量配比为1∶2。
光引发;丙烯酰胺;反相微乳液聚合;相对分子质量
主题：反相微乳液聚合中的光引发丙烯酰胺反应及其相关相对分子质量研究1. 引言反相微乳液聚合是一种重要的聚合方法，它具有高效、环保和可控性等优点，已经被广泛应用于合成高分子材料的领域。
其中，光引发的反相微乳液聚合可以通过光敏引发剂的加入，实现对聚合反应的精确控制。
2. 光引发的反相微乳液聚合原理及机制光引发的反相微乳液聚合是在反相微乳液体系中，通过光敏引发剂在光照条件下，产生自由基，进而引发丙烯酰胺的聚合反应。
光敏引发剂在光照条件下吸收能量，激发至高能态，产生自由基，从而引发丙烯酰胺的聚合反应。
3. 光引发丙烯酰胺的聚合条件及影响因素（1）光照条件：光照条件是影响光引发反相微乳液聚合效果的重要因素，包括光照强度、光照时间和光照波长等；（2）引发剂种类及用量：引发剂的种类和用量直接影响光引发反相微乳液聚合的效果，不同种类的引发剂在不同的光照条件下，具有不同的活性；（3）温度：温度对反相微乳液体系中的聚合反应也有一定的影响，适宜的反应温度可以提高聚合效率。
4. 相对分子质量的测定方法及意义相对分子质量是评价高分子化合物结构和性能的重要参数，其中包括聚合度和分子量分布等指标。
测定相对分子质量的方法有多种，包括凝胶渗透色谱法、流变分析法和动态光散射法等，这些方法可以帮助我们更好地了解聚合物的结构和性能。
5. 结论通过对光引发的反相微乳液聚合中丙烯酰胺的反应及其相关相对分子质量研究，可以促进该聚合方法的进一步应用和优化，为合成高性能高分子材料提供重要的理论基础和实验依据。
结尾：通过对光引发的反相微乳液聚合中丙烯酰胺的反应及其相关相对分子质量的研究，我们可以更好地理解该聚合方法的机理和特性，并进一步应用于合成高性能高分子材料的研究和开发中。
希望本文能够为相关领域的研究者提供一些参考和借鉴，推动反相微乳液聚合理论的进一步深入和实践的应用。
在光引发的反相微乳液聚合中，丙烯酰胺的聚合反应是一个复杂的过程，其中包含了许多影响因素和反应机理。
反相乳液聚丙烯酰胺的合成及其在油田上的渗透
反相乳液聚丙烯酰胺的合成及其在油田上的渗透
摘要：本文对反相乳液聚合法的主要特点，以及反相乳液聚丙烯酰胺的制备因素进行分析，同时针对油田中反相乳液聚丙烯酰胺的应用进行了介绍。对油田使用反相乳液聚丙烯酰胺的未来发展前景，以及发展方向进行了探讨。聚丙烯酰胺属于水溶性聚合物，也是应用最广泛的水溶性高分子品种，因为聚丙烯酰胺具有特殊的物理性质，因此在国内外的合成技术也逐渐成熟，在油田调剖堵水以及原油采收率的提升上，都有着非常广泛的应用。
3.油田中反相乳液聚丙烯酰胺的应用
当下反相乳液聚丙烯酰胺在油田中可以作为吸油剂，钻井液调整剂和堵水调剖剂进行应用。反相乳液聚丙烯酰胺属于采用中非常重要的去油剂，因为聚丙烯酰胺水溶液的粘度非常大，因此聚乙烯酰胺可以对其粘弹性进行改善，从而在地层中扩大其体积，最终促使原油采收率提升。现阶段在油田中应用最广泛的就是水溶液聚合法制备出的粉剂聚丙烯酰胺，粉剂聚丙烯酰胺内部存在的溶解速度较慢。因此聚丙烯酰胺反相乳液体系能够更好地作为深部调节剂在广泛应用，研究人员使用聚丙烯酰胺反相乳液，在某油田开展了先行实验，经过一段时间的考察，取得了较为明显的效果，也提升了钻油井的产油量。反相乳液聚丙烯酰胺作为钻井液调整剂，主要作用是为了对钻井液的流变性进行调节，并且润滑钻头。研究人员使用反相乳液聚合方法，制备了超支化共聚物，研究结果表明聚合物不论是在淡水咸水以及饱和咸水即将中，都能对滤失量进行降低，抗高温，抗盐以及抗金属离子的能力都非常强，还能更好的对其进行润滑。为了对钻井业的意志性问题进行解决，研究人员使用反相溶液聚合方法制备出了高分子抑制剂，在某油田实行了现场应用，实验结果表明，这种抑制剂能够对钻井液的抑制性进行显著提升，并且能更好的抗盐污染进一步提升钻井的速度以及稳定性，并且可以在复杂的地质条件下使用高盐的钻井液。
高固含高分子量阴离子改性聚丙烯酰胺反相乳液聚合法[发明专利]
![高固含高分子量阴离子改性聚丙烯酰胺反相乳液聚合法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9c1ba3cd900ef12d2af90242a8956bec0975a59c.png)
(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.06.25C N 103881006A (21)申请号 201410128890.4(22)申请日 2014.04.01C08F 220/06(2006.01)C08F 220/56(2006.01)C08F 220/60(2006.01)C08F 2/32(2006.01)C08F 4/40(2006.01)C08F 6/20(2006.01)C02F 1/56(2006.01)(71)申请人山东宝莫生物化工股份有限公司地址257100 山东省东营市东营区西四路892号(72)发明人刘皓 徐坤 赵守敬 李岳军王曰鹏(54)发明名称高固含高分子量阴离子改性聚丙烯酰胺反相乳液聚合法(57)摘要本发明提供一种改性聚丙烯酰胺絮凝剂的反相乳液合成方法，具体涉及高固含高分子量阴离子改性聚丙烯酰胺反相乳液聚合法。
采用流加第三单体甲基丙烯酰胺对氨基水杨酸钠(4-MASANa)和过硫酸铵-亚硫酸氢钠的氧化还原引发剂的方法，有效控制聚合反应中温度的变化，获得乳液产品的高分子量，并且含有水杨酸官能团，能很好的对悬浮液中的细小颗粒、金属离子进行强力吸附，提高絮凝效果和悬浮液的澄清度；通过真空高压旋转蒸发提浓，提高了该类改性聚丙烯酰胺反相乳液产品的固含量；使用的复配乳化剂甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酯与丙二醇单硬脂酸酯以一定的比例混合后可复配生成“复合界面膜”，有效实现反相乳液在高固含的条件下长期稳定保存。
(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页(10)申请公布号CN 103881006 A1.高固含高分子量阴离子改性聚丙烯酰胺反相乳液聚合法，其特征在于，包括以下步骤：1）单体水溶液的配制：将丙烯酰胺(AM)、丙烯酸钠(SA)配制成水溶液，并调节溶液的pH，获得水相；2）反相乳液的配制：将疏水连续相、甲基葡萄糖苷倍半硬脂酸酯与丙二醇单硬脂酸酯复配乳化剂混合均匀配制成油相，置于高剪切力的搅拌机中，将步骤1）中的水相加入，乳化得均一稳定的乳液；3）反相乳液聚合：将乳化后的乳液倒入四口烧瓶，通氮除氧，分别缓慢滴加配制好的第三单体甲基丙烯酰胺对氨基水杨酸钠(4-MASANa)和过硫酸铵-亚硫酸氢钠的氧化还原引发剂，控制流速调节温度，进行聚合反应；4）乳液提浓：将聚合后的乳液过80目筛子，于圆底烧瓶中旋蒸提浓，设置温度、转速、压力，进行提浓，得到高固含的乳液。
反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液的研发与试验
反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液的研发与试验反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液的研发与试验引言随着能源的快速消耗和环境问题的日益凸显，可回收压裂液的研发与应用成为了关注的热点。
本文围绕反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液进行了研究与试验，以期提供一种环保、高效的压裂液解决方案。
一、反相乳液的特点与应用反相乳液是一种由溶液中的水相颗粒分散在有机相中形成的稳定乳液。
它具有以下特点：稳定性好、乳化效果强、粘度范围广、清洗性好等。
反相乳液在油田开发中广泛应用于润滑、防结垢、脱硫除尘等工艺方面。
然而，其在压裂液领域的应用尚不成熟。
二、反相乳液合成聚丙烯酰胺的原理与方法1. 反相乳液合成聚丙烯酰胺原理：通过在反相乳液中引入聚合反应，使聚丙烯酰胺单体均匀分散于溶液中，通过聚合反应形成聚合物。
2. 反相乳液合成聚丙烯酰胺方法：将反相乳液作为基质，添加适量的聚丙烯酰胺单体与聚合剂，经过一系列反应步骤，合成所需的聚丙烯酰胺。
三、可回收压裂液的优势与挑战可回收压裂液是指在压裂作业中能够收集、处理、再利用的液体，具有以下优势：节约能源、减少环境污染、降低成本等。
然而，可回收压裂液的研发与应用面临着技术难题与经济压力的双重挑战。
四、反相乳液合成聚丙烯酰胺作为可回收压裂液通过将反相乳液与聚丙烯酰胺相结合，可以在一定程度上解决可回收压裂液的挑战。
具体应用如下：1. 节约能源：反相乳液的乳化效果能够提高压裂液的使用效率，减少能源的消耗。
2. 减少环境污染：反相乳液具有较好的分散性，能够均匀分散压裂液中的固相颗粒，减少固相颗粒对环境的污染。
3. 降低成本：反相乳液合成的聚丙烯酰胺具有较低的成本，在满足技术要求的前提下，能够有效降低压裂液的成本。
五、研发与试验通过实验室合成反相乳液聚丙烯酰胺，并在模拟压裂试验中进行性能测试，并与传统压裂液进行对比。
试验结果表明，反相乳液合成的聚丙烯酰胺具有较好的分散性、润滑性及增溶能力，能够满足压裂液的工艺要求。
聚丙烯酰胺反相乳液聚合研究进展
聚丙烯酰胺反相乳液聚合研究进展摘要：随着现代工业的不断发展，高分子材料在各生产领域都有着广泛地应用。
反相乳液聚合技术的提出与完善，不仅优化了高分子合成的工艺，而且还降低了对环境的损害。
笔者在文章中首先说明了反相乳液聚合的反应机理；其次，介绍了聚丙烯酰胺的合成技术与研究进展；最后，介绍了聚丙烯酰胺在实际生产中的主要用途。
关键词：丙烯酰胺；反相乳液聚合；技术进展引言在以往的聚丙烯酰胺聚合生产中，不仅对工况温度有着严格的要求，而且流程复杂成本高昂。
相比之下，反相乳液聚合技术的引进则令高分子生产技术得到了长足的发展。
由于反相乳液聚合过程中介质较为分散，因此也有利于工况温度的控制。
即使在低温环境中，聚合反应也能够有效地持续进行。
可见，对反相乳液聚合技术原理进行解读，并研究其在生产中的应用就具有重要的实际意义。
一、反相乳液聚合机理（一）胶束成核通常而言，乳液聚合工艺会选择亲水性的引发剂，在反应过程中会逐渐转化为自由基。
并且受到沉析作用的影响，迅速与分解的自由基聚合。
经过对比可以得出，在聚合后粒子的整体大小较此前明显变小，但比表面积却较之前更大。
而且该工艺的反应过程与搅拌并无之间关联，只取决于水相的多少。
不仅如此，乳化剂的分子排列也与传统工艺有所区别，主要表现在胶束热力学的相关参数与单体滴液截然不同。
也正是由于这个原因，在该工艺系统中更有利于自由基的沉析，迅速生产聚合物高分子材料。
（二）均相成核所谓均相成核，就是指在溶解度饱和的情况下，析出的部分离子受到静电的影响所生产的晶核。
通过对反应过程进行观察发现，该工艺系统中并不存在胶束成核所具备的恒速期，反而表现出速率前后浮动的现象。
而且这个速度也仅与搅拌有关，在反应结束后粒子的大小数量级没有改变。
此外，该工艺所使用的引发剂只溶于水，在溶液中分解后自发形成聚合高分子。
二、聚丙烯酰胺的合成方法（一）聚合体系的表征在聚丙烯酰胺的聚合工艺中，首先应该分析乳液的稳定性。
一般而言，在反应中应该在正常室温下进行测量，或者对液滴离子的量级进行前后对比。
反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺研究进展
反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺研究进展李小月;魏冰【摘要】聚丙烯酰胺在水处理、石油采油、造纸领域有着广泛的应用，反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺有着良好的应用前景。
本文综述了国内外采用反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺的研究现状，对丙烯酰胺反相乳液的稳定性、聚合机理和动力学进行了剖析，提出了待解决的问题，指出了今后研究的发展方向。
%Polyacrylamide is widely used in fields of water treatment, oil drilling and paper-making.Preparation of polyacrylamide by inverse emulsion polymerization has a good application prospect.Presently research situation at home and abroad of polyacrylamide which was prepared by inverse emulsion polymerization was reviewed.Acrylamide inverse emulsion stability, polymerization mechanism and kinetics were analyzed.Problems needed to solve were put forward.Development direction of future research was pointed out.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】3页(P23-24,32)【关键词】聚丙烯酰胺;反相乳液聚合;稳定性;机理;动力学【作者】李小月;魏冰【作者单位】中北大学化工与环境学院，山西太原 030051;中北大学化工与环境学院，山西太原 030051【正文语种】中文【中图分类】TQ316.3聚丙烯酰胺(PAM)结构单元中含有酰胺基，易形成水分子内和分子间氢键，使得PAM 有很好的增稠、絮凝、降阻的作用，因而PAM 在水处理领域、石油采油领域、造纸领域有着广泛的应用［1－2］。
反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺
反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺
孟昆;赵京波
【期刊名称】《水处理信息报导》
【年(卷),期】2005(000)001
【摘要】采用反相乳液聚合方法，在氧化-还原引发体系下，制备阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。
适应均匀设计的方法研究引发剂量、乳化剂量、抗交联剂量、单体摩尔比、油水体积比以及反应温度对主物特性粘数的影响，得出了优化的工艺条件。
在乳化剂0．80g、引发剂2．50mL、抗交联剂0．05g、单体丙烯酸与丙烯酰胺摩尔比3．5：6．5、油水体积比2．25、反应温度45℃时，产物的特性粘数为12．07dL/g。
【总页数】1页(P56)
【作者】孟昆;赵京波
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】X703.5
【相关文献】
1.反相乳液聚合制备聚丙烯酰胺 [J], 王姗姗
2.反相乳液聚合法制备聚丙烯酰胺研究进展 [J], 李小月;魏冰
3.反相乳液聚合制备阳离子聚丙烯酰胺及其絮凝性能评价 [J], 罗跃;王志龙;郑力军;吴雄军;毛紫楠
4.反相乳液聚合制备阳离子聚丙烯酰胺微粒的研究 [J], 惠泉;刘福胜;于世涛;吕先
富
5.反相乳液聚合制备阳离子聚丙烯酰胺及其絮凝性能评价 [J], 罗跃;王志龙;郑力军;吴雄军;毛紫楠
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有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题
第18卷第3期高分子材料科学与工程Vol.18,No.3 2002年5月POLYMER MAT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING May2002有关反相乳液聚合法制备聚丙烯酸增稠剂的几个问题X何 平,谢洪泉,侯笃冠,过俊石(华中理工大学化学系,湖北武汉430074)摘要:以两性共聚物为稳定剂、亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,引发丙烯酸铵进行反相乳液聚合,以制备高性能的涂料印花增稠剂。
研究了不同的稳定剂、引发剂、共聚单体及链转移剂对聚合的影响。
指出甲基丙烯酸十二酯与丙烯酸的共聚物能作为稳定剂;过氧化苯甲酰-二甲基苯胺及叔丁基过氧化氢-焦亚硫酸钠两种氧化还原引发剂均能在35℃引发聚合,得到1.5%白浆粘度分别达9.2×104m Paõs及8.7×104 mPaõs的产物。
丙烯酸铵与15%以下的丙烯酰胺共聚的产物的耐盐性增加。
关键词:反相乳液聚合;增稠剂;丙烯酸;氧化还原引发剂中图分类号:T Q316.33+4 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2002)03-0172-04 涂料印花增稠剂是纺织物在涂料印花时的一种重要助剂。
发展至今以阴离子型聚丙烯酸增稠剂的效果最好,其中以反相乳液聚合法所得产物的增稠效果最佳[1]。
中国科技大学采用辐照技术进行反相乳液聚合[2],但增稠效果较差。
我们曾报道丙烯酸反相乳液聚合[3],但由于当时所用的稳定剂性能差,产物的增稠性能不够理想。
后来我们利用甲基丙烯酸与甲基丙烯酸十六酯的共聚物作为稳定剂,产物的增稠性能大为改善。
在此条件下研究了化学交联及物理缔合对聚丙烯酸增稠剂的作用[4,5]。
本文报道的是不同类型的引发剂、稳定剂、共聚单体及链转移剂对聚合及产物性能的影响以及交联剂用量与白浆浓度及其粘度的关系,目的在于进一步解决实践中尚存在的一些问题,改进聚合条件及产品性能。
1 实验部分1.1 原料丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、辛醇、十二醇、十六醇、亚甲基双丙烯酰胺(MBAM)、对苯二酚、偶氮二异丁腈(AIBN)、异丙醇、甲酸、N,N′-二甲基苯胺、叔丁基过氧化氢、焦亚硫酸钠、CuCl均系化学纯;氨水及氯化钠为分析纯;司班-80、吐温-80及13#白油均为工业用;AIBN用95%乙醇重结晶;过氧化苯甲酰用甲苯重结晶;丙烯酸及甲基丙烯酸均在CuCl存在下减压蒸馏提纯。
聚丙烯酰胺的合成方法
聚丙烯酰胺的合成方法（实用版4篇）《聚丙烯酰胺的合成方法》篇1聚丙烯酰胺(Polyacrylamide) 是一种高分子聚合物，通常用于水处理、石油开采、造纸、纺织、医药等领域。
下面是聚丙烯酰胺的合成方法：1. 均相聚合法均相聚合法是制备聚丙烯酰胺最为常见的方法。
该方法使用丙烯酰胺单体和水溶液，在引发剂的作用下进行聚合反应。
常用的引发剂包括过硫酸铵、过氧化氢、偶氮二异丙腈等。
在聚合过程中，需要控制反应温度、pH 值、反应时间等因素，以获得合适的聚合度和分子量。
2. 异相聚合法异相聚合法是指在聚合过程中，使用悬浮剂或乳化剂将丙烯酰胺单体和水溶液分离，以形成聚合物颗粒。
该方法可以制备高分子量的聚丙烯酰胺，但需要复杂的分离和洗涤步骤。
3. 辐射聚合法辐射聚合法是指在聚合过程中，使用放射线(如紫外线、γ射线等) 引发聚合反应。
该方法可以制备高质量、高分子量的聚丙烯酰胺，但需要特殊的设备和操作技术。
4. 化学聚合法化学聚合法是指在聚合过程中，使用化学反应将丙烯酰胺单体合成为聚丙烯酰胺。
该方法可以制备具有特殊功能团的聚丙烯酰胺，但需要复杂的合成步骤和专业知识。
《聚丙烯酰胺的合成方法》篇2聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM) 是一种高分子聚合物，常用于水处理、石油开采、造纸、纺织等领域。
聚丙烯酰胺的合成方法主要有以下几种：1. 自由基聚合法自由基聚合法是聚丙烯酰胺合成的主要方法之一。
该方法使用丙烯酰胺单体和自由基引发剂，在适当的温度和压力下进行聚合反应。
常用的自由基引发剂包括过氧化苯甲酰、过氧化钠、硫酸铵等。
该方法的优点是反应速度快，聚合度高，但缺点是容易产生分支结构，影响聚合物的性能。
2. 离子聚合法离子聚合法是另一种聚丙烯酰胺的合成方法。
该方法使用丙烯酰胺单体和离子引发剂，在适当的温度和压力下进行聚合反应。
常用的离子引发剂包括硫酸铵、氯化铁等。
该方法的优点是聚合度高，分支结构少，但缺点是反应速度慢，需要较长的反应时间。
反相乳液聚合法合成超高分子质量聚丙烯酰胺
为 复 杂Ｌ ］ ３ 。而 反 相 乳 液 聚 合 法 具 有 反 应 速 率 快 、 “ 反 应 体 系粘 度低 、 应温 度容 易控 制 等优 点 ， 反 且产 物 的分 子 量 较高 、 解性 较好 。 溶 作者 采用 反相 乳 液 聚 合 法 合 成 聚 丙 烯 酰胺 ， 过 通 正 交 实验 优化 合 成条 件 ， 对 影 响 聚合 物 分 子 量 的 主 并
１
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武 世 新 等 ： 相 乳液 聚 合 法 合 成 超 高 分 子 质 量 聚 丙 烯 酰胺 ／ ０ １年■ ９啊 反 ２１
要 因素进 行 了探 讨 。
Ｔａｂ Ｔｈ ａ ｔ ｒ ｎｄ ｌｖ ｌ ｆｏ ｔ ｏ ｏｎ ｉｅ ｅ ｉ ｅ ｔ ．１ ｅ ｆ ｃ ｏ ｓ ａ ｅ ｅｓ ｏ ｒ ｈ ｇ ａ ｘｐ ｒｍ ｎ
１ 实 验
注 ： 发剂 引 加量以 单体总 质量计， 下同 １ １ 原 料 、 剂 和 仪 器 ． 试
聚丙烯 酰 胺在 油 田中 可 用 于采 油 、 井 泥浆 及 废 钻
１ ２ 方 法 ．
泥 浆处 理 、 止水 窜 、 防 降低摩 阻 、 高采 收率 、 提 三次 采 油 等 ＿ 。随着 高分 子 化 学 的发 展 ， 丙 烯 酰 胺 的 分 子 量 】 ］ 聚 越 来越 高 ， 出现 了超 高 分 子量 聚丙 烯酰胺 ， 在油 田中的 用 途更 加 广泛 ， 可用 作 驱油 剂来 提 高原 油采 收率 ， 作 用 选 择性 堵水 剂 降低 水 在 地 层 的 渗 透率 ， 可 作 为 稠 化 还
反 相 乳 液聚 合 法 合成 超 高分 子质 量 聚 丙烯 酰胺
高分子化学实验“反相乳液法制备聚丙烯酰胺微球”的设计
高分子化学实验“反相乳液法制备聚丙烯酰胺微球”的设计吴洋;王金玉;戴姗姗;方申文
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2024(50)5
【摘要】实验教学作为理论教学的延伸与拓展,对强化学生理论知识点、提升实验实践能力具有重大促进作用。
为满足人才培养的最新要求,现对高分子化学实验内容进行优化,设计“反相乳液法制备聚丙烯酰胺微球”实验项目。
实验过程通过改变单体浓度、引发剂加量等多个实验条件,引导学生思考不同实验条件对产物粒径的影响,加深学生对反相乳液聚合机理的理解。
通过该实验,学生还能够掌握使用激光散射系统测定产物粒径的方法。
【总页数】3页(P132-134)
【作者】吴洋;王金玉;戴姗姗;方申文
【作者单位】西南石油大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642
【相关文献】
1.反相微乳液制备两性聚丙烯酰胺的正交实验优化
2.反相微乳液聚合制备聚丙烯酰胺水凝胶微球研究
3.反相微乳液体系中电子束辐射制备Fe3O4/聚丙烯酰胺磁性核壳微球
4.微米级交联聚丙烯酰胺微球的反相乳液聚合法研究
5.反相乳液法制备聚丙烯酰胺微球及其性能研究
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2011,Vol.28N o.9化学与生物工程Chem istry &Bioen gineering54收稿日期:2011-05-19作者简介:武世新(1979-),男,安徽肥东人,硕士,讲师,研究方向:油田化学剂合成与应用,E -mail:w shx 20091021@163.co m 。
doi:10.3969/j.issn.1672-5425.2011.09.015反相乳液聚合法合成超高分子质量聚丙烯酰胺武世新,杨红丽(延安职业技术学院,陕西延安716000)摘 要:采用反相乳液聚合法合成聚丙烯酰胺,通过正交实验确定最佳合成反应条件如下:反应温度为30 、油水体积比为1 1、引发剂加量为单体总质量的0 15%、反应时间为4h 。
进一步通过单因素实验对油水体积比和引发剂加量进行优化,在单体含量为15%、油水体积比为1 2 1、引发剂加量为0 13%时,制得平均相对分子质量达1 79 106的聚丙烯酰胺。
关键词:聚丙烯酰胺;反相乳液聚合;正交实验;单因素实验中图分类号:T Q 326 4 文献标识码:A 文章编号:1672-5425(2011)09-0054-03聚丙烯酰胺在油田中可用于采油、钻井泥浆及废泥浆处理、防止水窜、降低摩阻、提高采收率、三次采油等[1]。
随着高分子化学的发展,聚丙烯酰胺的分子量越来越高,出现了超高分子量聚丙烯酰胺,在油田中的用途更加广泛,可用作驱油剂来提高原油采收率,用作选择性堵水剂降低水在地层的渗透率,还可作为稠化剂配制压裂液。
聚丙烯酰胺的合成方法主要有水溶液聚合法、自由基胶束聚合法、反相乳液聚合法、反相悬浮聚合法等[2],通常采用的是水溶液聚合法或自由基胶束聚合法,但产品的溶解性较差,且产品的干燥、粉碎工艺较为复杂[3,4]。
而反相乳液聚合法具有反应速率快、反应体系粘度低、反应温度容易控制等优点,且产物的分子量较高、溶解性较好。
作者采用反相乳液聚合法合成聚丙烯酰胺,通过正交实验优化合成条件,并对影响聚合物分子量的主要因素进行了探讨。
1 实验1 1 原料、试剂和仪器丙烯酰胺(AM)、过硫酸铵、复配乳化剂(H LB 值为4~6),分析纯;硫酸;氮气;无水乙醇;蒸馏水;白油。
数字控制恒温水浴箱,北京市长风仪器仪表公司;乌氏粘度计;6511型电动搅拌机,上海标本模型厂。
1 2 方法在装有搅拌器、滴液漏斗、通气管的250m L 三口烧瓶中,加入定量白油、乳化剂。
开动搅拌,水浴加热至设定温度,使乳化剂完全溶于白油中,将单体及其它助剂溶于水,在高速搅拌下将单体溶液逐滴加入到白油中,使其充分乳化后通氮除氧30min,加入引发剂,反应一定时间。
用乙醇沉淀、抽滤、真空干燥得产品。
为了获得高分子量的产物,经过大量初步实验,在15%的单体含量条件下,设计了3因素3水平的正交实验L 9(33),正交实验的因素与水平见表1。
表1正交实验的因素与水平Tab.1The factors and levels of orthogonal experim ent水平因 素A.反应温度B.油水体积比C.引发剂加量% D.反应时间h 1302 10 0522401 10 1043501 20 156注:引发剂加量以单体总质量计,下同1 3 平均相对分子质量的测定按照GB 12005 1-89方法[5],在(30 0 05) 、1m ol L -1的NaCl 水溶液中用一点法测定聚合物的特性粘数,再按照GB 12005 10-92方法[6],计算聚丙烯酰胺的平均相对分子质量。
样品的特性粘数[ ]及平均相对分子质量( M )依下式计算:r =t 1t 0 sp =t 1-t 0t 0[ ]=2( s p -ln r )c[ ]=4 75 10-3 M 0 80式中:t 0为1mo l L -1的N aCl 水溶液流经刻度所用时间,s;t 1为样品溶液流经刻度所用时间,s; r 为相对粘度; sp 为增比粘度;c 为样品溶液浓度,g mL -1。
2 结果与讨论2 1 合成条件的优化(表2)表2正交实验结果与分析Tab.2The result and analysis of orthogonal experiment序号A B C D 平均相对分子质量111111387763212221441996313331570399421321261961522131612906623211519838731231495407832311612906933121266358k 11466719.31305360.71506835.71422342.3k 21464901.71555936 01323438.31485747 0k 31458223.71528548 01559570.71481755.3R8859525057623613263405由表2可知,影响聚丙烯酰胺的平均相对分子质量的主要因素为油水体积比和引发剂加量,聚合反应的最佳反应条件为A 1B 2C 3D 2,即:反应温度30 ,油水体积比1 1,引发剂加量0 15%,反应时间4h 。
在最佳反应条件下进行验证实验,合成的聚丙烯酰胺的平均相对分子质量为1726923,大于正交实验方案中的结果,确认该实验条件是最佳合成条件。
2 2 影响聚丙烯酰胺平均相对分子质量的主要因素分析通过单因素实验对影响聚丙烯酰胺平均相对分子质量的两个主要因素油水体积比和引发剂加量进行进一步优化。
2 2 1 油水体积比的影响固定反应温度为30 、反应时间为4h 、引发剂加量为0 15%,考察油水体积比对聚丙烯酰胺平均相对分子质量的影响,结果如图1所示。
图1 油水体积比对平均相对分子质量的影响Fig.1 Inf luence of volume ratio of oil to water onM 油水比是影响聚合体系稳定性的关键因素,降低油水比可以提高生产成本,但对提高聚合及胶乳的稳定性不利,同时油水比也对产物的特性粘数有一定影响。
在反相乳液聚合中,油相既是连续相又是分散介质,起着分散液滴和传递热量的作用,并能使聚合过程中形成的乳胶粒子不会因粘性而聚集在一起[7]。
若油相量太少,就不能充分分散液滴,不能形成稳定的油包水型乳状液,因此,只有油水比恰当时反应才能顺利进行。
由图1可以看出,聚合物的平均相对分子质量随油水体积比的增大逐渐增大;当油水体积比为1 2 1时,聚丙烯酰胺平均相对分子质量最大;进一步增大油水体积比,平均相对分子质量反而减小。
这是因为,当油水体积比小于1 2 1时,不能形成稳定的油包水乳状液;当油水体积比大于1 2 1时,油相比例增大,单体比例相对减少,乳化剂分子将液滴包裹得更严密,油水界面膜加厚,不利于单体扩散,同时,也提高了链增长自由基向乳化剂的链转移几率。
因此,适宜的油水体积比为1 2 1。
2 2 2 引发剂加量的影响固定反应温度为30 、反应时间为4h 、油水体积比为1 2 1,考察引发剂加量对聚丙烯酰胺平均相对分子质量的影响,结果如图2所示。
根据自由基聚合动力学研究结果,聚合反应的聚合速率与引发剂浓度的平方根成正比,引发剂浓度高,聚合反应速度快;但引发剂加量过大时,会引起引发剂的链终止,导致分子量降低。
图2 引发剂加量对平均相对分子质量的影响Fig.2 Influence of initiator dosage on M由图2可以看出,聚丙烯酰胺的平均相对分子质量随引发剂加量的增加逐渐增大;当引发剂加量为0 13%时聚丙烯酰胺平均相对分子质量最大,达到1 79 106;进一步增大引发剂加量,聚合反应放热较明显,聚合反应速度快,导致聚丙烯酰胺平均相对分子质量减小。
因此,适宜的引发剂加量为0 13%。
3 结论在混合乳化剂、水、白油形成的油包水乳状液中,以丙烯酰胺为原料,合成了超高分子质量聚丙烯酰胺。
通过正交实验得到最佳合成反应条件为:反应温度30 、油水体积比1 1、引发剂加量为单体总质量的0 15%、反应时间4h。
由正交实验可知,油水体积比和引发剂加量对聚合物平均相对分子质量有很大影响。
通过单因素实验对油水体积比和引发剂加量进一步优化,在单体含量为15%、油水体积比为1 2 1、引发剂加量为0 13%时,制得平均相对分子质量达1 79 106的聚丙烯酰胺。
参考文献:[1] 张跃军,于艳秋,曹英斌,等.PAM的生产、应用及市场分析[J].化工科技市场,2001,19(12):9-11.[2] 张跃军,顾学芳.二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚物的研究进展[J].精细化工,2002,19(9):521-527.[3] 刘勇,黄志宇,冯英,等.AM/NVP/DM M AC共聚物反相乳液聚合研究[J].应用化工,2006,35(5):345-347.[4] 岳钦艳,李春晓,高宝玉,等.疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其对含油废水的除油效果[J].石油化工,2009,38(2):169-173.[5] GB12005.1-89,聚丙烯酰胺特性粘数测定方法[S].[6] GB12005.10-92,聚丙烯酰胺分子量的测定 粘度法[S].[7] 潘祖仁.高分子化学[M].北京:化学工业出版社,2007:143-154.Preparation of Ultra-High Molecular Weight Polyacrylamide byInverse Emulsion PolymerizationWU Sh-i xin,YANG Hong-li(Yan an Vocational&Technical College,Yan an716000,China)Abstract:The ultra-high mo lecular w eig ht poly acrylamide w as pr epar ed by inver se emulsion polym erization method.T he optimum reaction conditions w ere obtained by orthogo nal experiment as follow s:reaction time w as 30 ,m ass ratio of initiator to mo nom er s w as0 15%,reaction time w as4h,and vo lum e ratio of o il to w ater w as1 1.Fur thurmo re,vo lum e ratio of oil to w ater and initiato r dosage w ere optim ized thr oug h single facto r ex periment.The poly acry lam ide w ith av erag e relative mo lecular w eig ht of1 79 106w as pr epar ed w hen the monomer co ntent w as15%,the volume ratio of o il to water w as1 2 1,and the mass ratio o f initiator to mo no-m er s w as0 13%.Keywords:polyacrylamide;inverse emulsion po lym erization;or thog onal ex periment;sing le factor exper-i m ent我国成功制备出首例具有实用意义的单原子铂催化剂中科院大连化物所张涛研究员领导的航天催化与新材料研究组日前以氧化铁为载体,成功制备出首例具有实用意义的单原子铂催化剂。