聚丙烯酰胺合成方法[详实参考]
聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺合成工艺(1)A原理:丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺:C H CONH2H2C 引发剂CH2HCC ONH2n丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中,经强碱催化剂如烷氧钠的作用下,经阴离子聚合反应则生成聚β-丙酰胺。
C H CONH2H2C碱阴离子聚合反应CH2CH2CONHn工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺,所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多,包括过氧化物、过硫酸盐、氧化-还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法,主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法,以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ-射线辐照引发固相聚合的报道。
B.丙烯酰胺水溶液聚合存在的问题:①聚合热为82.8 kJ/mol,相对来说放出的热量甚大,因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
②是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大,为了减少其危害性,特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。
③是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物,即干燥脱水问题。
④是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为(1.72±0.3)×104和(16.3±0.7)×106Lmol-1s-1,与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2±0.2,此数值甚高,所以不存在链转移时,聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时,可能产生交联生成不溶解的聚合物,当聚合反应温度过高时,此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键,参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量,发现含氮量低于理论值,认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。
聚丙烯酰胺生产工艺
聚丙烯酰胺生产工艺一、聚丙烯酰胺的合成工艺1.原料准备:聚丙烯酰胺的合成需要经过聚合反应,常用的原料有丙烯酰胺单体、过氧化铵等。
在反应过程中,还可以添加交联剂和共聚剂等辅助材料。
2.聚合反应:将丙烯酰胺单体和其他原料按一定比例加入反应釜中,设置反应温度和压力。
通过聚合反应,将丙烯酰胺单体中的碳链进行聚合,形成长链状的聚合物分子。
3.接枝反应:聚丙烯酰胺具有良好的交联性能,可以通过接枝反应来增加其交联度。
接枝反应是在聚合反应过程中添加交联剂或加热处理,使聚合物之间发生交联,并形成交联网状结构。
4.过滤和干燥:将反应物进行过滤,去除其中的碎片和杂质。
然后通过蒸发、减压等方法将其干燥,得到成品聚丙烯酰胺。
二、聚丙烯酰胺的应用工艺1.水处理:聚丙烯酰胺具有很强的吸附性能和饱和性能,可以通过形成絮凝物来吸附水中的悬浮物和有机物。
在水处理过程中,常用的工艺包括絮凝、沉淀、过滤等。
2.油田开发:聚丙烯酰胺可以被用作驱油剂,并且能够提高原油的开采率。
在油田开发过程中,常用的工艺包括注入、混合、分析等。
3.土壤改良:聚丙烯酰胺可以增加土壤的保水性和保肥性,改善土壤结构,提高植物的生长率。
土壤改良工艺包括施用、灌溉、覆盖等。
4.纸浆和纸张工业:聚丙烯酰胺用作纸浆和纸张的添加剂,可以提高纸张的质量和强度。
工艺包括混合、搅拌、浆料处理等。
综上所述,聚丙烯酰胺的生产工艺主要包括原料准备、聚合反应、接枝反应、过滤和干燥等步骤。
其应用工艺涵盖了水处理、油田开发、土壤改良、纸浆和纸张工业等领域。
这些工艺不仅提高了产品性能,还广泛应用于环保和资源利用方面。
阳离子聚丙烯酰胺的合成方法
阳离子聚丙烯酰胺的合成方法丙烯酰胺通过自由基聚合反应制备得到的共聚物或者均聚物即为聚丙烯酰胺及其衍生物。
根据反应介质中单体的分散状态,合成方法可以分为溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合和本体聚合;根据聚合物和单体在反应介质中的溶解状态,又可以分成非均相聚合和均相聚合,下面着重介绍三种常用的阳离子聚丙烯酰胺合成方法。
1、水溶液聚合法在CPAM 的生产过程中,水溶液聚合法是研究时间最早、工业化生产最成熟的聚合方法,也是目前聚丙烯酰胺类的生产厂家主要采用的聚合方法。
它是将引发剂、丙烯酰胺和阳离子单体溶于水中形成均相体系后,在引发剂的诱导作用下进行的聚合反应。
诸多研究人员围绕水溶液聚合的反应温度、引发体系及单体浓度等影响因素开展了一系列科学研究。
以DMDAAC和AM作反应单体,以K2S2O8/ NaHSO3为复合引发剂,通过水溶液聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DMDAAC)。
对产物结构进行了红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)表征,证明聚合物的成功合成。
通过考察各单因素对聚合产物分子量的影响,从而确定了最佳反应条件为:引发剂用量0.05%,单体浓度30%,W DMDAAC:W AM=0.5:1,W K2S2O8:W NaHSO3=1:0.7,聚合温度5℃,聚合时间60min。
用偶氮引发剂和氧化还原引发剂共同组成复合引发体系,通过水溶液聚合引发AM 和DMC 反应,成功制得了特性粘度10.59dL/g,溶解时间20min 的阳离子型聚丙烯酰胺。
将AM,DMDAAC和丙烯酸丁酯(BA)作为反应单体,通过自由基聚合制备得到了一种疏水缔合型的阳离子聚(丙烯酰胺-co-二甲基二烯丙基氯化铵-co-丙烯酸丁酯) [P(AM-DMDAAC-BA)],核磁共振氢谱表征结果证明合成的为疏水缔合阳离子共聚物,热重分析(TG)结果表明该共聚物具有良好的热稳定性。
以AM和DMC为共聚单体,以氧化还原引发剂( NH4) 2S2O8/ NaHSO3和偶氮类引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)组成复合引发体系,通过水溶液聚合法制备CPAM,系统探究了反应条件对聚合产物的影响,得到制备较高分子量CPAM 的最佳工艺参数为单体总质量分数35%,氧化还原引发剂用量0.06%,偶氮引发剂用量0.09%,尿素用量1.5%,EDTA-2Na用量1.5%。
聚丙烯酰胺生产工艺
聚丙烯酰胺生产工艺首先,聚丙烯酰胺的生产需要合成单体丙烯酰胺。
丙烯酰胺是一种重要的有机化学原料,在石油化工行业有广泛应用。
丙烯酰胺的合成通常采用蒸馏法,首先将合成氨和丙烯腈混合,然后通过催化剂加热反应,生成丙烯酰胺。
该反应过程需要一定的压力和温度控制,以提高反应速度和产率。
接下来,通过聚合反应将丙烯酰胺单体转化为聚丙烯酰胺高分子聚合物。
聚合反应可以采用自由基聚合或离子聚合两种方式。
在自由基聚合中,通常采用过硫酸铵或过硫酸钾等自由基引发剂,在适当的温度和pH值条件下进行反应。
离子聚合通常使用离子引发剂,在适当的催化剂存在下进行聚合反应。
聚合反应需要进行适当的控制,以控制聚合度、分子量分布和聚合物的性质。
聚合反应完成后,需要对聚丙烯酰胺进行后处理。
主要包括干燥、粉碎、筛分等工艺。
干燥工艺可以采用烘箱或真空干燥器,将聚合物中的水分去除。
粉碎和筛分可以将聚合物固化成颗粒状物料,方便后续的包装、贮存和使用。
最后,对聚丙烯酰胺产品进行质量检验和包装。
质量检验包括分子量测定、固体含量测定、离子杂质测定等项目。
包装可以采用塑料袋、桶或纸箱等方式,以保证产品的质量和安全性。
需要注意的是,聚丙烯酰胺的生产过程中需要考虑环境保护和安全生产。
在选择催化剂和溶剂时,应尽量选择环境友好、无毒、无污染的物质。
工艺过程中应加强安全管理,防止事故和污染的发生。
总结而言,聚丙烯酰胺的生产工艺包括丙烯酰胺单体合成、聚合反应、后处理和质量检验。
通过合理的工艺控制和质量监控,可以获得高质量的聚丙烯酰胺产品,满足各个应用领域的需求。
聚丙烯酰胺的生产工艺
聚丙烯酰胺的生产工艺
聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种高分子化合物,常用于水处理、油田开发、农业领域等。
以下是PAM的生产工艺。
1. 原料准备:聚丙烯酰胺的生产主要原料为丙烯酰胺单体,其它辅助材料有反应溶剂、反应催化剂、离聚剂等。
以上原料都需经过准备、计量等工序。
2. 反应聚合:将准备好的丙烯酰胺单体与辅助材料按一定比例放入反应釜中,通过加热和搅拌使之混合均匀。
然后加入反应催化剂,触媒剂的选择要根据所需的PAM品种不同。
反应速度、聚合度、分子量等参数需要进行控制。
3. 离聚:聚合反应完成后,将产物置于离聚装置中进行离聚处理。
通常的离聚方式有沉淀法、溶解法、悬浮法等。
离聚的目的是通过适当的方法将聚合物从溶液中分离出来。
4. 洗涤和干燥:对离聚后的固体进行洗涤和干燥处理以去除未反应物、反应副产物和溶剂等杂质。
洗涤可以使用溶剂、水等进行。
5. 粉碎和包装:经过洗涤和干燥的聚丙烯酰胺固体通过粉碎设备粉碎成所需的颗粒大小。
然后进行包装,通常以塑料袋或纸箱包装。
以上是聚丙烯酰胺的典型生产工艺。
根据具体的使用需求和质
量要求,还可以对生产工艺进行调整和优化,如改变反应条件、改变反应器类型、添加助剂等。
产量和纯度的要求也会影响生产工艺。
总之,合理的工艺设计和严格的控制有助于获得优质的聚丙烯酰胺产品。
聚丙烯酰胺的生产工艺
聚丙烯酰胺的生产工艺引言聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种重要的合成高分子材料,广泛应用于水处理、石油开发、土壤改良等领域。
聚丙烯酰胺的生产工艺涉及到单体的聚合反应、聚合物的处理和制品的加工等多个环节。
本文将介绍聚丙烯酰胺的生产工艺流程。
原料准备聚丙烯酰胺的主要原料是丙烯酰胺单体和引发剂。
丙烯酰胺单体是通过对丙烯腈进行水解制得,而引发剂则用于促进聚合反应的进行。
在生产过程中,还需要准备一些辅助剂如溶剂、助剂等。
聚合反应聚丙烯酰胺的生产过程中,聚合反应是一个核心环节。
聚合反应通常采用自由基聚合的方法进行。
自由基聚合反应自由基聚合反应是聚丙烯酰胺生产中最常用的聚合方法之一。
其具体步骤如下:1.在反应釜内加入适量的溶剂和引发剂,并保持一定的温度和搅拌速度。
2.向反应釜内缓慢加入丙烯酰胺单体,同时控制温度和反应时间。
3.在聚合反应进行的同时,不断搅拌反应釜内的混合物,以均匀分散聚合物。
4.当聚合反应达到一定程度时,停止加料并继续搅拌反应一段时间,使聚合物得到更好的分散。
5.最后通过过滤、洗涤和干燥等处理步骤,得到聚丙烯酰胺成品。
其他聚合方法除了自由基聚合反应外,聚丙烯酰胺的生产还可以采用离子聚合、缩合聚合等方法进行。
不同的聚合方法有其各自的特点和适用范围。
聚合物处理在聚丙烯酰胺的生产过程中,聚合物处理是一个重要的环节。
主要包括聚合物的分散、纯化和调整等步骤。
聚合物的分散聚合物的分散是指将聚合物颗粒均匀分散在溶剂或水中,以形成稳定的分散液或悬浮液。
分散方法常采用机械剪切、超声波处理等。
聚合物的纯化聚合物的纯化是指通过过滤、洗涤、离心等方法去除杂质,提高聚合物的纯度。
纯化过程中需要注意保持聚合物的分散性和质量稳定性。
聚合物的调整聚丙烯酰胺的性能可以通过调整聚合物的结构和分子量来实现。
调整聚合物的结构可以通过改变单体比例和引发剂的选择等方式。
分子量的调整可以通过改变聚合反应的条件和添加分子量调控剂等方式进行。
聚丙烯酰胺生产过程
聚丙烯酰胺生产过程
聚丙烯酰胺生产过程
聚丙烯酰胺(PA)是由丙烯腈与甲醛水合物酰胺水解法通过氯化锂或去氧酸根催化产生的含有多个醇基的高分子物质,具有极其优良的耐热、耐腐蚀、耐拉伸、尺寸稳定、加工性能好以及化学特性稳定等优点。
聚丙烯酰胺的主要应用类别包括:聚合物材料、助剂、粘合剂、分散剂、塑料改性剂、润滑剂、抗氧剂及药物等。
一、聚丙烯酰胺的生产过程
1、原料准备
原料准备是聚丙烯酰胺生产的基础,常用的原料有丙烯腈、甲醇、甲醛等。
2、反应
聚丙烯酰胺的反应过程是甲醛在水溶液中与丙烯腈通过去氧酸
根或氯化锂催化反应得到聚丙烯酰胺。
3、沉淀
反应产物搅拌沉淀,滤除易溶的部分,收集沉淀的PA块,然后冷却干燥继续混合,以得到可销售的PA粉末产品。
4、筛分
筛分是指对聚丙烯酰胺粉末进行颗粒度分级、按照指定的标准进行质量检查,以得到满足客户需求的聚丙烯酰胺粉末产品。
二、聚丙烯酰胺的生产设备
1、搅拌设备
搅拌设备是指用于混合聚合物原料、助剂、催化剂和溶剂的设备,包括反应釜、搅拌釜、输送泵、热交换器等。
2、滤液设备
滤液设备是指用于过滤反应液的设备,包括底滤机、超滤膜机等。
3、干燥设备
干燥设备是指用于从湿混合物中沉淀并烘干成粉末的设备,包括鼓风干燥机、真空干燥机、高压及低温干燥机等。
4、分散设备
分散设备是指用于将聚丙烯酰胺粉末按照指定的标准对其进行
分级的设备,包括离心筛、振动筛、磁选机等。
聚丙烯酰胺的制备实验报告
聚丙烯酰胺的制备实验报告引言聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种重要的高分子化合物,广泛用于各个领域,包括水处理、土壤改良、石油开采等。
聚丙烯酰胺的制备方法有很多,其中一种常用的方法是通过聚合反应制备。
本实验旨在通过聚合反应合成聚丙烯酰胺,并对其性质进行分析。
实验材料与设备材料: - 丙烯酰胺单体 - 过硫酸铵 - 去离子水设备: - 反应容器 - 搅拌器 - 离心机 - 热水浴实验步骤1.准备反应容器并将其清洗干净。
2.在反应容器中加入一定量的去离子水,使其充分溶解。
3.向反应容器中加入适量的丙烯酰胺单体。
4.加入合适的过硫酸铵催化剂,并充分搅拌混合。
实验结果与分析经过一定时间的反应,观察到反应液逐渐变浓,并形成了白色的固体沉淀物。
使用离心机将反应液离心,可将白色固体进行分离。
此白色固体即为聚丙烯酰胺。
对聚丙烯酰胺进行性质分析。
首先,使用红外光谱仪对聚丙烯酰胺样品进行测试。
结果显示,样品的红外光谱图谱中出现了特征峰,与聚丙烯酰胺的光谱特征相符,表明成功制备出聚丙烯酰胺。
其次,对聚丙烯酰胺的溶解性进行测试。
将聚丙烯酰胺样品分别溶解于水、甲醇和二甲基亚砜中,观察其溶解情况。
结果显示,聚丙烯酰胺在水中能够完全溶解,而在甲醇和二甲基亚砜中的溶解性较差。
最后,对聚丙烯酰胺的吸水性能进行测试。
将一定重量的聚丙烯酰胺样品置于烘箱中加热,使其失去水分。
然后在常温下将样品浸泡于水中,观察其吸水情况。
结果显示,聚丙烯酰胺样品能够迅速吸水并形成凝胶状物质。
结论通过简单的聚合反应,成功制备了聚丙烯酰胺。
对样品进行性质分析表明,所得聚丙烯酰胺具有典型的红外光谱特征,并能够在水中溶解并表现出较好的吸水性能。
这些结果表明,该合成方法能够有效制备聚丙烯酰胺,为其在实际应用中的应用提供了基础。
参考文献•Smith, J. D., & Johnson, K. W. (2005). Polyacrylamide in Agricultural Applications. Springer Science & Business Media.。
聚丙烯酰胺合成技术与应用
聚丙烯酰胺合成技术与应用介绍聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺(AM)均聚或1其他单体共聚而成的质量分数为50%以上的线型水溶性高分子化学品的总称。
由十其结构单儿中含有酰胺基,易形成氢键,所以具有良好的水溶性,广泛应用于石油、金属及化学矿山开采、水处理、纺织、造纸等行业。
PAM 系列产品可分为非离子型(NPAM)、阳离子型(CPAM)、阴离子型(APAM)和两性4大类。
相对分子质量大小是PAM主要性能指标之一。
1 PAM的合成方法PAM一般由自由基引发聚合合成,主要有本体法、水溶液法、乳液法和悬浮法等合成方法。
根据聚合是否加入其他单体,又可分为均聚和共聚2种,PAM产品形态有水溶液、乳剂和粉剂等。
1. 1水溶液聚合法水溶液聚合法是将单体AM和引发剂溶解在水中的聚合反应,是目前应用较广泛和成熟的技术。
所得PAM产品有胶状和粉状2种,其胶体采用质量分数为8%-10%或20%-30% AM的水溶液在引发剂作用下直接聚合而得,产物经脱水干燥后可得粉状产品。
产物相对分子质量为7万-700万。
该法优点为安全、工艺设备简单、环境污染小,缺点是产物固含量低,仅为8%-15%,且易发生酰亚胺化反应,生成凝胶。
在PAM的水溶液聚合中,引发剂在很大程度上决定了聚合反应后得到产物的相对分子质量、产率,因而新型引发体系的开发是AM 水溶液聚合研究的关键。
蔡开勇等人研究了过硫酸钾一胺体系、过硫酸钾连二硫酸钠体系、有机过氧化物、浪酸盐或氯酸盐、金属离子等五类氧化还原引发体系对合成PAM相对分子质量的影响,发现过硫酸钾一连二硫酸钠体系是合成高相对分子质量PAM的有效引发体系。
吴挡兰等人采用复合氧化还原引发体系,得到相对分子质量为3. 05 X 106的PAM。
穆志坚采用过硫酸钾一氮三丙酰胺引发体系,在最佳土艺条件下,得到相对分子质量为6.2X105的PAM,转化率为98. 94%。
张宝军等人开发出一种新型氧化还原引发体系,以AM和丙烯酸钠为单体,进行水溶液自由基共聚合反应,合成了相对分子质量高达1.8X107,过滤比为1. 24的超高相对分子质量PAM。
浅谈——聚丙烯酰胺(PAM)的生产技术
浅谈——聚丙烯酰胺(PAM)的生产技术目前世界上聚丙烯酰胺(PAM) 的生产都是由石油裂解得到的丙烯出发制造的。
其过程包括三个步骤:合成丙烯腈,合成丙烯酸胺,聚丙烯酰胺单体聚合等。
聚丙烯酰胺在污水处理领域一般作絮凝剂使用。
1.1丙烯腈的合成目前工业上普遍采用氨氧化法,此法对丙烯的要求不高,除生成丙烯腈外,还产生乙腈、丙烯醛、氢氨酸等易分离和可综合利用的副产品。
1.2丙烯酰胺的合成1.2.1硫酸水合法1960年,美国氰胺公司首先采用等摩尔比的丙烯腈和水,在HzSO.存在条件下,于80—100~(2进行水合,先生成丙烯酰胺硫酸盐,然后再用氨(或烧碱、生石灰)中和,结晶分离出丙烯酰胺产品和副产品硫酸胺。
该法优点是易制得结晶单体。
主要缺点是:原料丙烯腈等消耗定额高,产品纯度低,收率低,产生大量含丙烯酰胺的硫酸盐和废液,污染环境。
1.2.2催化水合法上世纪70年代初,美、日两国先后开发了利用骨架铜催化剂使丙烯腈与水直接反应生成丙烯酰胺的工艺。
美国道化学公司和El本东亚化学公司于1972年分别实现工业化。
催化水合法比硫酸水合法产品纯度高,基本无三废,易实现工业化。
目前世界上主要采用催化水合法生产丙烯酰胺。
采用的骨架铜催化剂是二元或三元以上的合金,经碱处理后溶解掉一部分,留下活泼态的金属成为骨架铜。
骨架铜催化剂有Cu-Cr合金、Cu—Ni合金及Cu—A1一Zn合金等。
反应器采用悬浮床或固定床均可。
以美国道化学公司为代表的是固定床连续催化工艺,采用Cu-Cr催化剂,产品是50%AM水溶液和晶体。
我国目前通常用Cu-A1一Zn骨架铜催化剂固定床连续催化工艺。
1.2.3生化法生化法即生物酶催化水合法。
它采用生物酶作催化剂,应用细胞固定技术,使丙烯腈水溶液通过含固定酶的生物反应器生产AM。
生物酶催化剂是继骨架铜催化剂生产AM 的第三代技术,具有高选择性、高洁性和高收率的特点,丙烯腈反应完全,无副产物。
该法还具有反应条件温和、能耗低、三废少等特点。
絮凝剂聚丙烯酰胺的制备及应用
絮凝剂聚丙烯酰胺的制备及应用聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种高分子聚合物,主要由丙烯酰胺单体(Acrylamide)通过聚合反应制得。
它在水溶液中具有极高的吸水性和保水性,因此在各个行业都有广泛的应用。
一、制备聚丙烯酰胺的制备主要有两种方法:自由基聚合法和离子聚合法。
1.自由基聚合法:这是最常用的制备聚丙烯酰胺的方法。
首先将丙烯酰胺和一定比例的交联剂(如甲烯二丙烯酸二甲酯)溶解在水溶液中,然后在一定温度下加入过氧化氢等自由基发生剂。
发生剂引发丙烯酰胺聚合,并与交联剂交联,最终得到交联聚丙烯酰胺。
2.离子聚合法:这种方法需要使用带电的草酸或聚丙烯胺等替代溶液中的交联剂。
通过将丙烯酰胺和带电草酸或聚丙烯胺混合,使其发生共聚合反应,生成离子聚丙烯酰胺。
二、主要应用1.污水处理:聚丙烯酰胺是一种非常有效的污水处理药剂。
由于其极高的吸水性和保水性,可以使悬浮物和污泥在水中沉降和固体化,从而达到净化水质的目的。
此外,PAM也可用于一级、二级、三级废水和污泥的浓缩、固液分离和减少污泥量。
2.石油开采:在石油开采过程中,聚丙烯酰胺可用作填充剂,以固定油井壁,防止土壤和岩石溜沙。
同时,PAM还可用作驱油剂,提高原油的采收率。
3.土壤保墒和保肥:由于聚丙烯酰胺具有很强的吸水保水性能,可以有效提高土壤保水能力,减少水分蒸发和土壤侵蚀。
此外,PAM还能够稳定土壤结构,提高土壤肥力和肥料利用率,从而促进农作物的生长。
4.纸浆和造纸业:聚丙烯酰胺可以作为纸浆和造纸过程中的络合剂和保护剂。
它可以增加纸浆的粘度和稠度,改善纸张的纤维分散性和强度,减少纸浆的流失和浆液的泡沫。
5.磺化聚丙烯酰胺:通过对聚合物进行磺化处理,可以得到磺化聚丙烯酰胺。
磺化聚丙烯酰胺具有很强的净水和吸附性能,可用于水处理领域,去除水中的重金属离子和有机物。
6.其他应用:聚丙烯酰胺还可用于电化学、油水分离、矿石浮选、纺织品加工、个人护理产品等领域。
聚丙烯酰胺生产工艺
聚丙烯酰胺生产工艺聚丙烯酰胺是一种重要的化学物质,被广泛应用于化工、医药、农业和其他工业领域。
下面将介绍一种常用的聚丙烯酰胺生产工艺。
首先,聚丙烯酰胺的生产通常采用乳液聚合的方法。
乳液聚合工艺可以降低原料成本,并且得到的聚合物具有较好的产品性能。
1. 原料准备:聚丙烯酰胺的主要原料包括丙烯酰胺单体、过氧化铁催化剂、表面活性剂和稳定剂等。
其中丙烯酰胺是主要的原料,其可以通过丙烯腈水解得到。
2. 水浴加热:将原料丙烯酰胺和水加入反应釜中,在水浴中进行加热,使其达到适宜的温度。
3. 溶液制备:将过氧化铁催化剂、表面活性剂和稳定剂等溶解在适量的水中,得到溶液。
4. 反应开始:将溶液缓慢地加入到加热的丙烯酰胺-水混合物中,开始聚合反应。
过氧化铁催化剂可以加速反应速率,表面活性剂和稳定剂可以提高聚合物的稳定性。
5. 反应控制:在反应过程中,需要控制反应温度和反应时间。
通常情况下,聚合反应在正常压力下进行,并且需要定期搅拌以促进反应的进行。
6. 聚合结束:当反应达到一定的程度后,可以停止反应。
此时得到的聚合物为乳状液体。
7. 制浆:将乳状液通过离心机等方式进行分离,得到聚合物的固体物质。
8. 干燥:将聚合物的固体物质进行干燥,以去除水分,并得到最终的聚丙烯酰胺产品。
需要注意的是,聚丙烯酰胺的生产过程中需要控制反应条件,以获得所需的产品性能。
例如,反应温度和时间过高或过长会导致聚丙烯酰胺的分子量降低,影响其性能。
总的来说,聚丙烯酰胺的生产工艺是一个相对复杂的过程,需要严格控制反应条件和各种原料的比例。
通过合理的工艺设计和操作,可以获得高质量的聚丙烯酰胺产品,满足不同领域的需求。
聚丙烯酰胺的成分及合成方法
聚丙烯酰胺的化学式为(C3H5NO)n,其中n为聚合物的重复单元数,表示这种高分子化合物是由许多重复的丙烯酰胺单元组成的聚合物。
丙烯酰胺分子式为C3H5NO,是一种无色、无臭、易溶于水的物质,因为其具有良好的水溶性和高分子量,所以常被用作水处理、降解有机污染物等领域中的高分子胶体。
聚丙烯酰胺在这些应用中通常以水溶液、粉末或颗粒形式使用,以提高它们在相应过程中的效果。
因此,聚丙烯酰胺主要成分就是由丙烯酰胺单体聚合而成的聚合物。
聚丙烯酰胺,简称PAM,是一种高分子化合物。
其化学式为:(C3H5NO)n。
PAM的合成方法如下:
1、原料准备:将丙烯酰胺、过硫酸铵、TEMED等溶液准备好,同时将反应釜、冷却器、加热器等设备洗净。
2、开始反应:将丙烯酰胺、过硫酸铵、TEMED等溶液加入到反应釜中,搅拌均匀。
3、反应过程:加热反应釜,使溶液保持一定温度和反应时间,使聚合反应发生。
反应过程中,需不断调整温度、搅拌速度等反应条件,以保证聚合反应的成功。
4、结束反应:当反应结束后,将反应釜冷却,并将反应物离心分离。
5、后处理:将分离出的PAM通过洗涤、过滤等步骤进行纯化、干燥,得到聚丙烯酰胺产品。
需要注意的是,PAM的合成过程需要在安全管理的条件下进行,以免发生安全事故。
絮凝剂聚丙烯酰胺PAM的合成方法有哪些?
絮凝剂聚丙烯酰胺PAM的合成方法有哪些?聚丙烯酰胺作为水处理剂和化工助剂越来越受到人们重视,那么聚丙烯酰胺是如何生产出来的?1、水溶液聚合法水溶液聚合法制备聚丙烯酰胺是目前比较常见的一种合成方法。
此种方法聚合过程隐患小,经济效益相对较大,能够被多数人所接受。
通过对该方法的进一步研究,诸如引发剂体系的选择、反应介质pH 值高低、添加剂的选择及用量、溶剂和聚合温度等诸多因素对水溶液聚合反应产品吸水性能产生影响。
丙烯酰胺水溶液聚合过程中,主要的因素应该是引发剂体系的选择,能够影响产物分子量,进而影响产物吸水性能。
2、反相乳液聚合法丙烯酰胺类反相乳液聚合体系包括水溶性丙烯酰胺类单体、水溶性阴、阳离子功能单体、引发剂、乳化剂、水相、连续相和助剂等。
乳化剂的选择至关重要,可能会直接影响产品性能。
该法制备的聚丙烯酰胺具有相对分子质量高、溶解快,降解慢、稳定性好等特点。
聚丙烯酰胺胶乳性质则有流变行为,剪切、电解质和冷冻稳定性,电泳现象等。
若将乳液制成胶粒其化学特性还能继续保持,但物理性能将受到较大影响。
3、悬浮聚合法悬浮聚合法是采用强烈的搅拌使单体或单体混合物分散在介质中,成为细小的微粒再进行聚合。
悬浮聚合体系一般由单体、油溶性引发剂、分散剂以及水组成。
丙烯酰胺水溶液在分散稳定剂存在的情况下可分散在情性有机介质中进行悬浮聚合。
在悬浮聚合中,反应是在悬浮于水中的单体液滴内进行,不同的是单体液滴很小,在水中分散较好,比本体聚合更容易排除聚合热。
4、沉淀聚合法在丙烯酰胺水溶液中加入有机溶剂,甚至完全是有机溶剂时,丙烯酰胺可进行沉淀聚合。
在该聚合反应过程中,聚丙烯酰胺一旦生成就沉淀析出,使反应体系出现两相,故叫沉淀聚合。
沉淀聚合取得的聚丙烯酰胺相对分子量较低,因为在聚合过程中使用的有机溶剂,对丙烯酰胺的聚合是很活泼的链转移剂,此外,当聚丙烯酰胺的分子链增长到一定长度后便沉淀出来,因而限制了分子链的进一步增长,沉淀聚合取得的聚丙烯酰胺相对分子质量较低。
聚丙烯酰胺的合成技术及其应用
聚丙烯酰胺的合成技术及其应用
聚丙烯酰胺(PPA)是一种重要的高分子材料,由各种不同结构和
性质的单体组成,具有优异的电气性能、机械性能和耐磨性。
它的学
名叫做聚乙二醇酰胺,它的分子结构中主要含有聚丙烯酰胺和聚乙二醇。
在常温下聚丙烯酰胺形式稳定,是一种聚合物材料。
聚丙烯酰胺的合成方法:
1.缩合反应法:将聚甲酸和丙二醇(或苯甲醛)在有机酸缩合剂(如硝酸、盐酸等)的存在下,以常温反应,生成聚丙烯酰胺。
2.溶剂溶剂-热交换技术:用醇类做溶剂,在溶剂温度下进行反应,以聚甲酸酯为原料,反应条件低,不用有机酸缩合剂,但效率较低。
3.微波催化法:用微波来加速反应,以有机酸缩合剂催化,可在
短时间内完成缩合反应,产率高,但反应温度较高。
聚丙烯酰胺的应用:
1.聚丙烯酰胺用于制造电子产品,因其具有优良的抗紫外线性能、耐热性、耐腐蚀性和耐侯性,可用于制作电路板、电容器、绝缘体等。
2.用于制造工程塑料,因其具有优良的高温热稳定性、绝缘性、
耐磨性和耐化学腐蚀性,可用于制作汽车、机械、电器和航空航天等
产品的零部件。
3.用于制造纤维,因其具有优良的柔性和伸缩性,可用于制作各
种服装、床上用品、家居用品等。
4.用于制造医疗器械,因其具有优良的生物相容性、耐腐蚀性和
可清洁性,可用于制作人体植入器械和检测仪器等。
聚丙烯酰胺生产聚合技术
聚丙烯酰胺生产聚合技术聚丙烯酰胺生产是以丙烯酰胺水溶液为原料,在引发剂的作用下,进行聚合反应,在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经切切割、造粒、干燥、粉碎,最终制得聚丙烯酰胺产品。
关键工艺是聚合反应,在其后的处理过程中要注意机械降温、热降解和交联,从而保证聚丙烯酰胺的相对分子质量和水溶解性。
丙烯酰胺+水(引发剂/聚合)→聚丙烯酰胺胶块→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺产品我国聚丙烯酰胺生产技术大概也经历了3个阶段:第一阶段是最早采用盘式聚合,即将混合好的聚合反应液放在不锈钢盘中,再将这些不锈钢盘推至保温烘房中,聚合数小时后,从烘房中推出,用铡刀把聚丙烯酰胺切成条状,进绞肉机造粒,烘房干燥,粉碎制得成品。
这种工艺完全是手工作坊式。
第二阶段是采用捏合机,即将混合好的聚合反应液放在捏合机中加热,聚合开始后,开始捏合机,一边聚合一边捏合,聚合完后,造粒也基本完成,倒出物料经干燥、粉碎得成品。
第三阶段是,20世纪80年代后期,开发了锥形釜聚合工艺,由核工业部五所在江苏江都化工厂试车成功。
该工艺在锥形釜下部带有造料旋转刀,聚合物在压出的同时,即成粒状,经转鼓干燥机干燥,粉碎得产品。
为了避免聚丙烯酰胺胶块黏附在聚合釜釜壁上,有的技术采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的内壁上,但此涂覆层在上产过程中易脱落而污染聚丙烯酰胺产品。
也有可旋转的锥形釜,聚合反应完成后,聚合釜倒转将聚丙烯酰胺胶块倒出)、造粒方式(有机械造粒、切割造粒,也有湿式造粒即分散液中造粒)、干燥方式(有采用穿流回转干燥,也有用振动流化床干燥)及粉碎方式。
这些不同中有些是设备质量上有差异,有些是采用的具体方式上的油差异,但总的来看,聚合技术趋向于固定锥形釜聚合,振动流化床干燥技术。
聚丙烯酰胺生产技术除了上述的单元操作外,在工艺配方上还有较明显的差别,引发就有前加碱共水解工艺和后加碱后水解工艺之分,两种方法各有利弊,前加碱共水解工艺过程简单,但存在水解传热易产生交联和相对分子质量损失大的问题,后加碱后水解虽然工艺过程增加了,但水解均匀不易产生交联,对产品相对分子质量损失也不大。
聚丙烯酰胺的制备工艺及流程介绍(干货分享)
聚丙烯酰胺的制备工艺及流程介绍(干货分享)聚丙烯酰胺工业化开发研究包括微生物法AM 装置和PAM 装置两个主要工艺装置。
AM 装置工艺过程主要包括AN 原料制备,空气净化、生物酵、催化反应和AM 精制5个工序;PAM 装置主要有AM 配液、AM 聚合、PAM 造粒、PAM干燥、研磨、筛分、包装等工序。
制作流程如下:(1)AN 原料制备本工序的目的是脱除原料AN在储运过程中所加的阻聚剂(对苯二酚单甲基醚)。
从储罐中来的AN 经加热后进闪蒸罐,在真空状态闪蒸,气相经冷凝、冷却后进AN中间储罐。
(2)空气净化本工序的目的是生产无油、无菌的空气,供细菌培养用风。
压缩空气(0.35MPa ),经冷却分离出部分水分,控制空气露点在20℃以下,再加热后进总过滤器,消除空气中杂菌,送发酵工序。
(3)生物发酵本工序的目的是培养生产含腈水合酶的细菌。
操作的第一步是将培养基送入种子罐、繁殖罐、发酵罐;第二步是用蒸汽对设备及培养液进行严格消毒;第三步是移种、繁殖、发酵,生产出具有较高酶活性的发酵液。
本工序操作为间歇操作。
(4)催化反应本工序的目的是在生物酶催化剂的作用下,完成AN与H2O 转化为AM 的反应。
发酵液经固定化细胞技术生产出颗粒状的生物酶催化剂,与水按一定配比进催化反应器,精制后的AN 经计量后滴加至催化反应器,控制反应器内溶液中AN 浓度在3-4%,同时控制反应器的温度,待AM达到预定浓度,AN浓度≤500mg/L时进AM中间罐。
生物酶催化剂有效活性为三个周期,用三个周期后,催化剂经过滤分离后送去焚烧。
(5)AM 精制本工序的目的是分离AM 中因原料所带入的轻组分杂质,及培养基、催化剂、设备带入的杂质,包括生物细胞、有机物、金属离子等。
AM水溶液在高真空状态下闪蒸,脱除AN原料带入的轻组分,进超滤膜过滤器过滤,除去生物细胞、有机物等,再经离子交换树脂脱金属离子,得到满足后续聚合工艺要求的AM 水溶液产品。
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。
聚丙烯酰胺合成工艺
聚丙烯酰胺聚合工艺(1)理论基础丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺:C H CONH2H2C 引发剂CH2HCC ONH2n丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中,经强碱催化剂如烷氧钠的作用下,经阴离子聚合反应则生成聚β-丙酰胺。
C H CONH2H2C碱阴离子聚合反应CH2CH2CONHn工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺,所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多,包括过氧化物、过硫酸盐、氧化-还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法,主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法,以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ-射线辐照引发固相聚合的报道。
丙烯酰胺水溶液聚合为聚丙烯酰胺水溶液时,聚合热为82.8 kJ/mol。
相对来说放出的热量甚大,因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
其次一个问题是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大,为了减少其危害性,特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。
第三个问题是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物,即干燥脱水问题。
第四个问题是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为(1.72±0.3)×104和(16.3±0.7)×106Lmol-1s-1,与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2±0.2,此数值甚高,所以不存在链转移时,聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时,可能产生交联生成不溶解的聚合物,当聚合反应温度过高时,此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键,参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
聚丙烯酰胺合成工艺
聚丙烯酰胺聚合工艺(1)理论基础丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺:丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中,经强碱催化剂如烷氧钠的作用下,经阴离子聚合反应则生成聚β-丙酰胺。
工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺,所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多,此外也有采用4和(16.3±0.7时,此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键,参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
生有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量,发现含氮量低于理论值,认为这是由于分子内脱NH3成酰亚胺基团所致。
高纯度丙烯酰胺易聚合为超高分子量的聚丙烯酰胺,为了生产要求的分子量范围,须加有链转移剂,链转移常数如表所示。
①水溶液聚合方法。
丙烯酰胺水溶液聚合法是工业生产中采用的主要方法。
配方中单体溶液须经离子交换提纯。
反应介质水应为去离子水,引发剂:多采用过硫酸盐与亚硫酸盐组成的氧化-还原引发体系,以降低反应引发温度。
此外需加有链转移剂,常用的为异丙醇。
为了消除可能存在的金属离子的影响,必要时加入螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)。
为了易于控制反应温度,单体浓度通常低于25%。
由于丙烯酰胺聚合反应热高达82.8kJ/mol,聚合热必须及时导出,如果单体浓度为25%~30%即使在10o C引发聚合,如果聚合热不导出,则溶液温度会自动上升到100o C,将生成大量不溶物。
因此导热问题成为生产中的关键问题之一。
生产低分子量产品时刻在釜式反应器中间歇操作或数釜串联连续生产,夹套冷却保持反应温度20~25o C。
转化率达95%~99%为止。
生产高分子量产品时,由于产品为冻胶状,不能进行搅拌,配40o C,提高反-4-氰羧基并可减少生成不溶物。
按上述方法合成的聚丙烯酰胺为高粘度流体或凝胶状不流动物。
可以直接作为商品,供应距生产工厂较近的使用单位。
长途运输时,则应进行干燥,生产粉状固体。
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聚丙烯酰胺合成工艺
(1)A原理:丙烯酰胺在自由基引发剂作用下经自由基聚合反应合成聚丙烯酰胺:
C H O
NH2
H2C 引发剂
CH2
H
C
C O
NH2
n
丙烯酰胺在醇或吡啶溶液中,经强碱催化剂如烷氧钠的作用下,经阴离子聚合反应则生成聚β-丙酰胺。
C H O
NH2
H2C
碱
阴离子聚合反应
CH2
CH2CONH
n
工业生产中采用自由基聚合反应以生产聚丙烯酰胺,所用的自由基引发剂或引发剂来源种类甚多,包括过氧化物、过硫酸盐、氧化-还原体系、偶氮化合物、超声波、紫外线、离子气体、等离子体、高能辐射等。
工业生产中采用的聚合方法,主要是溶液聚合法和反相乳液聚合法,以前者应用最为广泛。
此外也有采用γ-射线辐照引发固相聚合的报道。
B.丙烯酰胺水溶液聚合存在的问题:①聚合热为82.8 kJ/mol,相对来说放出的热量甚大,因此水溶液聚合法中如何及时导出聚合热成为生产中的重要技术问题之一。
②是如何降低残余单体含量。
因为丙烯酰胺单体毒性甚大,为了减少其危害性,特别是用于水质处理时对残余单体的含量要求低于0.1%。
③是如何将聚合反应得到的高粘度流体或凝胶转变为固体物,即干燥脱水问题。
④是如何自由控制产品分子量。
丙烯酰胺于25 o C, pH=1时链增长速率常数k p与链终止速率常数k t分别为(1.72±0.3)×104和(16.3±0.7)×106Lmol-1s-1,与动力学链长成正比的k p/k t1/2=4.2
±0.2,此数值甚高,所以不存在链转移时,聚丙烯酰胺可获得平均分子量超过2×107的产品。
丙烯酰胺在水溶液中进行自由基聚合时,可能产生交联生成不溶解的聚合物,当聚合反应温度过高时,此现象更为严重。
理论解释认为歧化终止生成的聚合物端基具有双键,参与聚合反应或发生向聚合物进行链转移所致。
此外引发剂过硫酸盐与聚丙烯酰胺加热时也会导致生成凝胶。
有人研究了工业产品聚丙烯酰胺的含氮量,发现含氮量低于理论值,认为这是由于分子内脱NH 3生成酰亚胺基团所致。
C C 22O O C C O O H NH 3
高纯度丙烯酰胺易聚合为超高分子量的聚丙烯酰胺,为了生产要求的分子量范围,须加有链转移剂,链转移常数如表所示。
由上面的表可知低于50 o C条件下,向聚合物和水的链转移常数非常小,而向引发剂链转移则比较明显,也易于向醇链转移,特别是向异丙醇链转移,因此工业上多采用异丙醇为链转移剂以控制产品分子量。
水溶液中微量金属离子如Fe3+、Cu2+可加速氧化-还原引发体系的反应速度,但过多则产生不良影响。
由于聚丙烯酰胺增长链自由基向金属离子如铁盐转移一个电子而发生链终止反应。
(2)工业生产方法有以下几种。
①水溶液聚合方法。
丙烯酰胺水溶液聚合法是工业生产中采用的主要方法。
配方中单体溶液须经离子交换提纯。
反应介质水应为去离子水,引发剂:多采用过硫酸盐与亚硫酸盐组成的氧化-还原引发体系,以降低反应引发温度。
此外需加有链转移剂,常用的为异丙醇。
为了消除可能存在的金属离子的影响,必要时加入螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)。
为了易于控制反应温度,单体浓度通常低于25%。
由于丙烯酰胺聚合反应热高达82.8 kJ/mol,聚合热必须及时导出,如果单体浓度为25%~30%即使在10o C引发聚合,如果聚合热不导出,则溶液温度会自动上升到100 o C,将生成大量不溶物。
因此导热问题成为生产中的关键问题之一。
生产低分子量产品时刻在釜式反应器中间歇操作或数釜串联连续生产,夹套冷却保持反应温度20~25 o C。
转化率达95%~99%为止。
生产高分子量产品时,由于产品为冻胶状,不能进行搅拌,为了及时导出反应热,工业上采用在反应釜中
将配方中的物料混合均匀后,立即送入聚乙烯小袋中。
将装有反应物料的聚乙烯装置水槽中冷却反应。
须注意的是由于空气中的氧有明显的阻聚作用,配制与加料必须在N2气氛中进行。
使用过硫酸盐-亚硫酸盐引发剂体系时,通常引发开始温度为40 o C,如果要求生产超高分子量产品时引发温度应低于20 o C。
由于单体不挥发,反应后不能除去,所以未反应单体将残存于聚丙烯酰胺。
延长反应时间,提高反应温度虽可降低残余单体量,但生产能力降低而且不溶物含量会增加。
为了降低残余单体量有的工厂采用复合引发体系,由氧化-还原引发剂与水溶性偶氮引发剂组成。
低温条件下由氧化-还原引发剂发挥作用,后期当反应物料温度升高后,使偶氮引发剂分解进一步发挥作用,此法生产的聚丙烯酰胺残余单体含量可低至0.02%(气相色谱法测定)。
水溶性偶氮引发剂为4,4′-偶氮双-4-氰基戊酸,2,2′-偶氮双-4-甲基丁氰硫酸钠以及2,2′-偶氮双-2-脒基戊烷二盐酸盐等。
测定残余丙烯酰胺的方法工业上主要用溴化法;但其灵敏度差,对于极微量单体可用火焰离子谱或高效液相色谱进行测定。
为了生产含有少量羧基的聚丙烯酰胺,刻在聚合配方中加入适量碳酸钠,使少量的酰胺基团水解为羧基并可减少生成不溶物。
按上述方法合成的聚丙烯酰胺为高粘度流体或凝胶状不流动物。
可以直接作为商品,供应距生产工厂较近的使用单位。
长途运输时,则应进行干燥,生产粉状固体。
胶体物进行干燥的方法可用捏和干燥法,但此法能耗大,并且产品降解严重。
生产规模较小时可采用挤出机造粒后,烘房内烘干的方法,再经粉碎的粉状产品。
产量大而且较先进的方法是经挤出机造粒后,送入转鼓式干燥器,干燥后粉碎得粉状商品。
②反相乳液聚合法。
丙烯酰胺单体配制成浓度为30%~60%的水溶液作为分散相,其中加有少量的二乙胺四乙酸和Na2SO4以及氧化-还原引发剂和适量水溶性表面活性剂,其HLB值应较低。
用芳烃或饱和脂肪烃作为连续相,其中加有油溶性表面活性剂,其HLB值应较高,如脱水山梨醇油酸酯。
Na2SO4具有防止胶乳粒子粘结的作用。
分散相与连续相的比例通常为3:7。
聚合所得分散相胶乳粒子直径为0.1~10μm,与表面活性剂用量有关。
反应温度一般为40 o C,6 h 转化率可达98%。
此法的优点是反应热易导出,物料体系粘度低,便于操作,产品可不经干燥直接应用。
缺点是使用有机溶剂,易燃、有效生产能力低于溶液聚合法。
(3)应用
聚丙烯酰胺是工业最为重要的合成的水溶性聚合物,用途甚为广泛。
主要用于造纸工业、水质处理、采矿工业、石油回收与开采、纺织工业、涂料工业、食品工业等。