PAA聚丙烯酸的生产
聚丙烯酸水凝胶的制备工艺与性能控制
聚丙烯酸水凝胶的制备工艺与性能控制聚丙烯酸(Polyacrylic Acid,PAA)水凝胶是一种高分子材料,具有良好的水溶性和吸水性能,在医学、卫生、环境保护等领域有着广泛的应用。
本文将介绍聚丙烯酸水凝胶的制备工艺和性能控制。
一、制备工艺聚丙烯酸水凝胶的制备主要包括聚合反应和后处理两个步骤。
1. 聚合反应聚合反应是将丙烯酸单体聚合成聚丙烯酸高分子的过程。
具体步骤如下:(1)准备反应体系:将丙烯酸单体、引发剂和反应介质(如水)按照一定的配比加入反应釜中。
(2)引发反应:加热反应釜,使反应体系温度升高到引发剂的活化温度,引发剂开始分解产生自由基,引发聚合反应。
(3)收集制备好的聚丙烯酸水凝胶:待聚合反应完成后,将制备好的聚丙烯酸水凝胶从反应釜中取出。
2. 后处理后处理是指对聚丙烯酸水凝胶进行物理或化学处理,以改善其性能或满足特定的应用需要。
常见的后处理方法包括交联处理和改性处理。
(1)交联处理:通过引入交联剂,使聚丙烯酸水凝胶分子链相互交联,以提高其稳定性和力学性能。
交联剂可以是化学交联剂,如乙二醇二丙烯酸酯(EGDA);也可以是物理交联剂,如热处理或紫外光照射。
(2)改性处理:通过引入其他成分或化学反应,改善聚丙烯酸水凝胶的性能。
例如,向聚丙烯酸水凝胶中添加纳米颗粒可以增加其机械强度和吸附性能;向聚丙烯酸水凝胶中引入氨基酸可以增加其生物相容性。
二、性能控制聚丙烯酸水凝胶的性能控制是制备过程中的关键环节,下面将介绍几个常见的性能控制因素。
1. 单体浓度聚丙烯酸水凝胶的单体浓度会影响其最终的吸水性能和力学性能。
当单体浓度较低时,聚合反应难以进行,生成的水凝胶可能会失去一些特性;当单体浓度过高时,反应体系粘度增加,聚合反应可能会受到扩散的影响。
2. 引发剂的选择引发剂的选择会影响聚合反应的速率和效果。
常用的引发剂有过硫酸盐、亚离子无机盐和有机过氧化物等。
选择适当的引发剂可以控制聚合反应的活性和反应速率,从而影响聚丙烯酸水凝胶的形成过程和最终性能。
聚丙烯酸钠PAA的合成工艺与应用领域研究
聚丙烯酸(钠)PAA(S)的合成工艺与应用领域研究---------------鑫泰水处理聚丙烯酸(钠)作为重要的工业助剂,在工业生产中有着举重若轻的地位,那么聚丙烯酸(钠)就是什么合成的,主要合成工艺有哪些,目前对聚丙烯酸(钠)的应用研究有哪些?下面,小编对聚丙烯酸(钠)进行比较全面的介绍,给大家做个参考:1、聚丙烯酸(钠)基本性质2、聚丙烯酸(钠)的聚合方法3、水溶液法合成聚丙烯酸(钠)的工艺技术4、聚丙烯酸(钠)的主要应用领域聚丙烯酸(钠)的基本性质物理性质:聚丙烯酸钠就是一种水溶性高分子化合物,相对分子质量小可以到几百,大可以到几千万,外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末,它最大的特点就就是易溶于水。
化学性质:由于分子中含有大量羧基,故可与碱、醇、胺发生反应,还可以进行脱水、讲解与络合反应,应用前景十分广泛。
质量指标:聚丙烯酸(钠)的聚合方法目前合成聚丙烯酸(钠)的主要方法就是水溶液法聚丙烯酸(钠)的聚合属于自由基聚合自由基的聚合机理:链引发(如下图)链终止(如下图)链转移(如下图)链自由基有可能转移的方向有:单体、溶剂、引发剂、大分子、链转移剂链转移对聚合的影响:对小分子转移降低平均分子量对大分子转移使聚合物支化聚丙烯酸(钠)的聚合方法1、水溶液聚合法-目前在工业上普遍采用2、反相悬浮聚合-用于合成高分子吸水树脂3、本体聚合-可以反应,但就是难于控制4、辐射聚合-无助剂适合应用于食品卫生用品5、水向沉淀聚合-能有效降低反应物黏度水溶液法聚合成聚丙烯酸(钠)的工艺技术间歇式水溶液聚合-静置水溶液聚合法1、原料为40%浓度的丙烯酸水溶液2、用活性炭处理,除去阻聚剂3、用NaOH中与丙烯酸4、将丙烯酸钠以雾状送入聚合装置5、用浓盐水循环冷却6、持续静置聚合连续式水溶液(如下图)1、丙烯酸钠水溶液供给到可动的聚合板上2、丙烯酸纳的水溶液在反应区中连续反应3、反应完成后,聚合物带在干燥箱中烘干4、由刮刀从输送带刮下聚丙烯酸(钠)的主要功能低分子量(约1000-5000),主要起分散作用中等分子量(约1万-100万),主要起增稠作用高分子量(约100万-1000万),主要起絮凝作用超高分子量(1000万以上)的聚丙烯酸钠不再溶于水,在水中溶胀,生成水溶胶,主要做吸水剂低分子量聚丙烯酸钠的应用状况:分散剂、阻垢剂、水泥减水剂、钻井泥浆降失水剂高分子量聚丙烯酸钠的应用状况:絮凝剂、增稠剂、保湿剂、吸水树脂。
聚丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的合成及应用
聚丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的合成及应用
聚丙烯酸酯(PAA)是一种常见的合成高分子材料,具有优良的可降解性、可塑性和生物相容性,已广泛应用于医药、食品、纺织等领域。
由于其分子结构具有亲水性,因此在水中分散性良好,可以应用于水性涂料、胶乳、粘合剂等领域。
本文将介绍一种聚丙烯酸酯无皂乳液粘合剂的合成及其应用。
1. 合成方法
该无皂乳液粘合剂的合成方法为聚合法。
具体步骤如下:
(1)准备原料。
将丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、十二烷基硫酸钠、反应引发剂等原料按照一定比例称量。
(2)反应。
将原料添加到反应釜中,加入一定量的水,然后在惰性气氛下加热至一定温度,通入氧气,进行自由基聚合反应。
(3)精制。
将反应产物过滤或离心离去,去除未反应的物质,然后进行真空干燥或喷雾干燥,得到无皂聚丙烯酸酯乳液。
2. 应用领域
该无皂聚丙烯酸酯乳液可以应用于各种粘合剂领域,如:纸品制品、印刷、包装、建筑材料等。
其中,主要应用于纸品制品的成膜粘合、涂布和压合等。
在制纸、印刷、包装等行业中,对粘合剂的要求除了粘合性能外,还要求粘合剂对环境友好,不含有机溶剂、挥发性有机物等有害物质,对人体和环境无污染。
而无皂乳液粘合剂由于不含有机溶剂,适应于各种环保型材料,是一种理想的粘合剂。
3. 总结
无皂聚丙烯酸酯乳液粘合剂具有环保、无毒、易操作等特点,应用广泛,成为当前绿色化粘合剂的重要代表之一。
随着环保意识的增强,未来无皂乳液粘合剂将在更多领域得到应用。
聚丙烯酸钠生产工艺流程
聚丙烯酸钠生产工艺流程English Answer:Polyacrylic Sodium Production Process.Polyacrylic sodium (PAS) is a water-soluble polymerthat is widely used in various industries, including water treatment, oil and gas exploration, and personal care products. The production of PAS involves several key steps:1. Monomer Synthesis:The starting material for PAS production is acrylic acid (AA), which is synthesized from propylene. Propyleneis first oxidized to form acrolein, which is then further oxidized to AA.2. Polymerization:AA is polymerized using a free radical initiator toform polyacrylic acid (PAA). The polymerization process is carried out in an aqueous solution under controlled temperature and pH conditions.3. Neutralization:PAA is neutralized with sodium hydroxide (NaOH) to form PAS. The neutralization reaction is typically carried outat a temperature of around 80-90°C.4. Filtration and Drying:The neutralized PAS solution is filtered to remove any impurities and then dried using a spray dryer or fluidized bed dryer. The dried PAS powder is then packaged and stored.Key Process Parameters:The production of PAS involves several key process parameters that can affect the properties of the final product. These parameters include:Monomer concentration: The concentration of AA in the polymerization solution affects the molecular weight and viscosity of the PAS.Initiator concentration: The concentration of the free radical initiator affects the rate of polymerization and the molecular weight distribution of the PAS.Temperature: The polymerization temperature affects the rate of polymerization and the molecular weight distribution of the PAS.pH: The pH of the polymerization solution affects the solubility of PAA and the rate of neutralization.Applications of Polyacrylic Sodium:PAS is used in a wide range of applications, including:Water treatment: PAS is used as a flocculant and coagulant in water treatment plants. It helps to remove suspended solids and impurities from water.Oil and gas exploration: PAS is used as a drilling fluid additive. It helps to stabilize the drilling fluid and prevent lost circulation.Personal care products: PAS is used as a thickener and stabilizer in personal care products such as shampoos, conditioners, and lotions.中文回答:聚丙烯酸钠生产工艺流程。
聚丙烯酸酯乳胶涂料的制备实验报告
聚丙烯酸酯乳胶涂料的制备实验报告实验报告题目:制备聚丙烯酸酯乳胶涂料摘要:本实验利用聚丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸甲酯(BA)作为单体,通过聚合反应制备了聚丙烯酸酯(PAA)乳胶涂料。
采用紫外可见光谱、动态光散射等测试手段对乳胶涂料的性能进行分析。
实验结果表明,得到的聚丙烯酸酯乳胶涂料具有较小的聚集态分子粒子直径,高稳定性,良好的表面平整度及柔韧性。
关键词:聚丙烯酸酯乳胶涂料;聚合反应;紫外可见光谱;动态光散射引言:乳胶涂料因其可持续、环保等优点越来越受到人们的重视。
聚丙烯酸酯作为一种常见的合成树脂,在乳胶涂料制备中具有广泛的应用前景。
本实验利用聚合反应的方法制备了聚丙烯酸酯乳胶涂料,并对其进行了性能测试及分析。
实验部分:材料:聚丙烯酸甲酯(MMA)丙烯酸甲酯(BA)过硫酸铵(APS)十六烷基苯磺酸钠(SDS)氯化钙(CaCl2)去离子水(DI水)实验步骤:1、称取适量的SDS,溶解在去离子水中,得到一个透明的SDS水溶液。
2、按照聚合反应的化学计量比例,将MMA和BA混合,待用。
3、制备催化剂。
将一定量的APS粉末加入一定量的SDS水溶液中,溶解后制备成APS 水溶液。
4、配制乳化剂。
将一定量的SDS水溶液和一定量的CaCl2水溶液混合后,得到一个透明的CaCl2/SDS溶液。
5、将MMA和BA混合液缓慢地加入到CaCl2/SDS溶液中,进行机械搅拌,使其充分混合均匀。
6、将APS水溶液加入步骤5中的混合液中,进行机械搅拌,反应开始。
7、将反应混合物加热到60℃,并持续搅拌2-3h,使聚合反应充分发生。
8、制备好的聚丙烯酸酯乳胶涂料通过动态光散射和紫外可见光谱进行性能测试及分析。
实验结果:动态光散射结果显示,得到的聚丙烯酸酯乳胶涂料粒子的平均直径约为100 nm,具有良好的分散性和稳定性。
紫外可见光谱分析表明,样品在UV-Vis 200~800 nm 波长范围内有特征性吸收峰,且该吸收峰强度随波长增加而增大,说明得到的聚合物在波长范围内有良好的吸收性能。
聚丙烯酸钠(PAANa)生产方法
合成反应方程式:丙烯酸被中和,中和反应方程式如下:CH2=CH—COOH+NaO H→CH2=CH—COONa+H2O引发剂引发单体进行自由基聚合,其反应方程式如下:n CH2=CH—COONa→(CH2-CH)n COONa生产方法:将去离子水和34kg链转移剂异丙醇依次加入反应釜中,加热至80~82℃。
滴加14kg过硫酸铵和170kg单体丙烯酸的水溶液(去离子水)。
滴毕后,反应3h。
冷至40℃,加入30%的NaOH水溶液,中和至pH值为8.0~9.0蒸出异丙醇和水得液体产品。
喷雾干燥得固体产品。
生产方法丙烯酸或丙烯酸酯与氢氧化钠反应得丙烯酸钠单体,除去副生的醇类,经浓缩、调节pH值,以过硫酸铵为催化剂聚合而得。
生产方法由丙烯酸和氢氧化钠反应制得丙烯酸钠单体,再在过硫酸铵催化下,聚合成聚丙烯酸钠。
生产方法将相对分子质量1 000~3 000的聚丙烯酸钠加入反应釜中,配成30%的水溶液即可。
聚丙烯酸钠的合成研究进展聚丙烯酸钠用途广泛,但它的用途与其分子量大小有很大关系。
其中分子量在500~5000的低分子量PAANa主要起分散作用,特别是分子量在2000~:3000的PAANa在造纸工业中能降低高浓涂料的粘度,使之有良好的流变性。
PAANa的合成方法主要有以下几种:(1)聚合法:先用丙烯酸和烧碱反应生成丙烯酸单体,再在引发剂引发下聚合成聚丙烯酸钠。
(2)中和法:先将丙烯酸在引发剂作用下聚合成聚丙烯酸,然后将聚丙烯酸与烧碱中和成聚丙烯酸钠。
(3)皂化法:先由丙烯酸与甲醇反应生成丙烯酸甲酯,在引发剂作用下聚合为聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸甲酯悬浮液和乳胶在苛性钠水溶液中加热制得聚丙烯酸钠。
低分子量聚丙烯酸钠制备多采用聚合法。
国外有机分散剂产品的分散性能最好的为美国大洋公司的产品sN一5040[6]。
近年来,国内有机分散剂的开发应用比较活跃,其中北京的Dc分散剂,上海的YH分散剂为开发的较成功的产品。
YH分散剂采用的工艺是:自由基水溶液聚合,异丙醇作链转移剂,过硫酸铵作引发剂,引发游离基型的聚合反应,固含量为30%~38%,分散性能良好,但固含量太低,生产成本高。
聚丙烯酸制备方法 金属催化剂
聚丙烯酸制备方法金属催化剂标题:聚丙烯酸的制备方法及金属催化剂的应用一、引言聚丙烯酸(Polyacrylic acid,PAA)是一种具有多种功能的高分子化合物,广泛应用于各种领域,如水处理、药物释放、涂料、胶粘剂等。
其独特的性质和应用潜力使其成为科研人员的研究热点。
本篇文章将详细阐述聚丙烯酸的制备方法,并重点探讨金属催化剂在其中的应用。
二、聚丙烯酸的制备方法1. 溶液聚合:溶液聚合是制备聚丙烯酸最常用的方法之一。
首先,丙烯酸单体溶解于适当的溶剂中,然后加入引发剂进行聚合反应。
常用的溶剂有水、醇、酮等,引发剂一般为过氧化物或偶氮类引发剂。
2. 悬浮聚合:悬浮聚合是另一种常用的制备聚丙烯酸的方法。
该方法是在水中分散丙烯酸单体,然后加入引发剂进行聚合反应。
此法得到的产品粒径均匀,易于过滤分离。
3. 乳液聚合:乳液聚合是将丙烯酸单体分散在含有乳化剂的水中,然后加入引发剂进行聚合反应。
这种方法的优点是可以得到粒径小、分布窄的聚合物颗粒。
4. 光聚合:光聚合是利用光引发剂,在紫外光或可见光的作用下引发丙烯酸单体进行聚合反应。
这种方法的优点是反应条件温和,且可控性强。
三、金属催化剂在聚丙烯酸制备中的应用在聚丙烯酸的制备过程中,金属催化剂起着关键的作用。
它们可以提高聚合反应的效率,缩短反应时间,同时还可以改善产品的性能。
常见的金属催化剂包括过渡金属催化剂和主族金属催化剂。
1. 过渡金属催化剂:过渡金属催化剂如钛、锆、钴等在聚丙烯酸的制备中被广泛应用。
这些催化剂可以在较低的温度下引发丙烯酸单体的聚合反应,从而降低能耗,提高生产效率。
2. 主族金属催化剂:主族金属催化剂如铝、镁、钙等也可以用于聚丙烯酸的制备。
这些催化剂通常与有机配体配合使用,形成络合物催化剂,可以显著提高催化活性。
四、结论聚丙烯酸因其优异的性能和广泛的应用前景而备受关注。
在聚丙烯酸的制备过程中,金属催化剂起到了重要的作用。
未来,随着科技的进步,我们期待能够开发出更多高效、环保的金属催化剂,以满足聚丙烯酸产业的发展需求。
聚丙烯酸的合成工艺流程
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聚丙烯酸的合成及其在环境污染治理中的应用
聚丙烯酸的合成及其在环境污染治理中的应用在现代工业化发展的过程中,环境污染已成为一个严重的问题。
污水处理、大气污染和固体废弃物管理等领域都需要寻找有效的方法来减轻环境负担。
聚丙烯酸作为一种环境友好的材料,在环境污染治理中发挥了重要的作用。
本文将介绍聚丙烯酸的合成方法以及其在环境污染治理中的应用。
聚丙烯酸(Polyacrylic acid,简称PAA)是一种由丙烯酸单体经过聚合反应得到的高分子聚合物。
聚丙烯酸的合成方法多种多样,其中最常用的方法是自由基聚合法。
这种方法通过引发剂的作用来引发丙烯酸单体的自由基聚合,生成高分子聚合物。
同时,聚丙烯酸的合成可通过调节反应条件,如反应温度、反应时间和聚合物的单体浓度,来控制聚合物的分子量和分子量分布。
这样可以得到不同分子量和不同性质的聚丙烯酸。
聚丙烯酸在环境污染治理中有广泛的应用。
首先,聚丙烯酸可以作为高效的絮凝剂用于污水处理。
在污水处理过程中,许多悬浮颗粒和胶体物质会使水质变浑浊,使用聚丙烯酸可以将这些颗粒和物质聚集成较大的团块,以便于沉淀和过滤。
聚丙烯酸的高分子量和分子结构使其具有较强的吸附能力和胶凝作用,能够有效地去除污水中的悬浊物。
同时,聚丙烯酸还可与金属离子形成络合物,进一步提高絮凝效果。
除此之外,聚丙烯酸还可以应用于大气污染控制。
在大气中,颗粒物和有害气体的排放是主要的污染源。
聚丙烯酸可以作为颗粒物的抓获剂和吸附剂,将颗粒物和有害气体有效地捕获并固定在其分子结构中。
此外,聚丙烯酸还可以用于废气的净化和吸附,将有害气体转化为无害或可回收的物质。
另外,聚丙烯酸还可应用于固体废弃物管理。
在垃圾填埋场中,聚丙烯酸可以作为填埋物的覆盖材料,有效地封闭废弃物的污染,减少异味和降低渗漏风险。
此外,聚丙烯酸还可以与废弃物中的重金属离子形成络合物,降低其活性,减少对地下水和土壤的污染。
总结而言,聚丙烯酸作为一种环境友好的材料,其在环境污染治理中的应用十分广泛。
通过合理的合成方法,可以获得不同分子量和性质的聚丙烯酸。
聚丙烯酸水凝胶的制备方法及其生物相容性研究
聚丙烯酸水凝胶的制备方法及其生物相容性研究引言:聚丙烯酸(Polyacrylic acid,PAA)水凝胶是一种具有良好生物相容性的材料,在许多工业和医疗领域得到广泛应用。
本文将介绍聚丙烯酸水凝胶的制备方法,并探讨其生物相容性的研究进展。
一、聚丙烯酸水凝胶的制备方法1. 交联聚合法交联聚合法是一种常用的制备聚丙烯酸水凝胶的方法。
首先,丙烯酸单体通过自由基聚合反应聚合成线性聚丙烯酸。
然后,将这种线性聚丙烯酸与交联剂(如乙二醇二丙烯酸酯)共混,并加热引发交联反应。
最后,通过冷却和洗涤,得到具有一定交联度的聚丙烯酸水凝胶。
2. 自组装法自组装法是一种利用聚离子复合物的相互作用制备聚丙烯酸水凝胶的方法。
在这个方法中,正离子和聚丙烯酸的阴离子通过静电相互作用形成复合物,然后在溶液中形成乳液。
最后,通过加热使乳液发生相分离,形成聚丙烯酸水凝胶。
二、聚丙烯酸水凝胶的生物相容性研究1. 细胞相容性聚丙烯酸水凝胶对许多细胞类型都表现出良好的相容性。
研究发现,聚丙烯酸水凝胶可以提供细胞黏附的表面,促进细胞生长和扩展。
此外,聚丙烯酸水凝胶具有适度的孔隙结构,有助于细胞的增殖和分化。
这些特性使得聚丙烯酸水凝胶成为支持细胞培养和组织工程的理想材料。
2. 生物降解性聚丙烯酸水凝胶具有一定的生物降解性能。
研究表明,聚丙烯酸水凝胶可以通过水解作用在生物体内逐渐降解,最终转化为无毒的水和二氧化碳。
这种生物降解性使得聚丙烯酸水凝胶在药物传递和组织工程中具有广阔的应用前景。
3. 免疫相容性聚丙烯酸水凝胶对免疫系统的刺激较小,具有良好的免疫相容性。
研究发现,聚丙烯酸水凝胶在体内注射后不会诱导炎症反应或免疫反应。
此外,聚丙烯酸水凝胶还可以调节免疫细胞的功能,促进伤口愈合和组织再生。
4. 药物控释性聚丙烯酸水凝胶具有良好的药物控释性能。
研究发现,聚丙烯酸水凝胶可以有效地吸附和释放各种药物分子,实现药物的持续性释放。
这种药物控释性可用于治疗肿瘤、感染和创伤等疾病。
paa经典制备方法
paa经典制备方法
PAA 即聚丙烯酸,一种水溶性高分子聚合物,其经典制备方法为溶液聚合。
具体步骤如下:
1. 在装有电动搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的反应器中,加入化学计量的去离子水,开动搅拌并将反应温度升至80左右。
2. 将计量的巯基乙酸或巯基丙醇加入到反应器中与水混溶。
3. 将化学计量的过硫酸铵用计量的水配成稀溶液,置于聚合反应器上的滴液漏斗中;将计量的丙烯酸(AA)单体与一定量水混合,置于聚合反应器上的另一滴液漏斗中。
4. 当反应器中的水温达到反应所需要的温度后,开始滴加丙烯酸单体水溶液和引发剂过硫酸铵水溶液,控制滴加速度使反应温度在85-90进行聚合反应3-5h。
5. 反应完成后,将聚合液冷却至室温,取样分析各项技术指标,符合要求后分装即可。
壳聚糖包覆聚丙烯酸微球的制备及其在生物医学领域的应用
壳聚糖包覆聚丙烯酸微球的制备及其在生物医学领域的应用引言:在生物医学领域,纳米技术的快速发展为许多新颖的应用打开了大门。
其中,壳聚糖包覆聚丙烯酸微球是一种受到广泛关注的纳米材料。
本文将介绍壳聚糖包覆聚丙烯酸微球的制备方法,以及其在生物医学领域的应用。
一、壳聚糖包覆聚丙烯酸微球的制备方法:1.1 聚丙烯酸(PAA)微球的制备聚丙烯酸微球是壳聚糖包覆的基础。
它可以通过乳化聚合法制备得到。
首先,在一个有机溶剂中,将丙烯酸单体按一定比例加入,并添加适量的交联剂。
然后,在高能机械搅拌的情况下,加入乳化剂进行乳化。
最后,通过热引发聚合反应,得到聚丙烯酸微球。
1.2 壳聚糖包覆层的制备壳聚糖包覆层的制备主要涉及静电相互作用。
将聚丙烯酸微球分散在水相中,然后添加壳聚糖水溶液。
通过静电相互作用,壳聚糖分子在聚丙烯酸微球表面沉积形成包覆层。
1.3 控制壳聚糖包覆层厚度壳聚糖包覆层的厚度对其性能具有重要影响。
可以通过调节壳聚糖溶液的浓度、pH值和包覆时间来控制包覆层的厚度。
实验结果表明,当壳聚糖溶液的浓度较低、pH值较高、包覆时间较短时,壳聚糖包覆层厚度较薄。
二、壳聚糖包覆聚丙烯酸微球在生物医学领域的应用:2.1 药物缓释系统壳聚糖包覆聚丙烯酸微球具有优良的缓释性能,可作为药物缓释系统的载体。
将药物加载到聚丙烯酸微球内部,然后由壳聚糖包覆层起到保护和控制释放的作用。
这种系统可以实现药物的持续释放,从而提高治疗效果并减少药物副作用。
2.2 生物成像壳聚糖包覆聚丙烯酸微球具有较好的生物相容性和生物降解性,同时,壳聚糖在生物体内可以被识别和代谢。
这使得壳聚糖包覆聚丙烯酸微球成为一种很好的生物成像材料。
通过将荧光染料或磁性材料加载到聚丙烯酸微球内部,然后进行壳聚糖包覆,可以获得具有荧光或磁性的纳米粒子,用于生物成像。
2.3 癌症治疗壳聚糖包覆聚丙烯酸微球在癌症治疗中显示出了很好的应用潜力。
聚丙烯酸微球可以被用作药物的载体,将抗癌药物装载到微球内部,然后进行壳聚糖包覆。
聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜的制备及性能分析
聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜的制备及性能分析聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜是一种功能性薄膜材料,具有良好的应用前景。
本文将介绍聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜的制备方法,并分析其性能特点。
聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜的制备一般包括溶液制备、薄膜形成和表面修饰三个步骤。
首先,制备聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜的溶液。
聚丙烯酸(PAA)是一种在水中容易溶解的高分子物质,可以与壳聚糖(CS)形成固体溶液。
在制备过程中,需要先将壳聚糖溶解在醋酸盐缓冲溶液中,然后与聚丙烯酸溶液混合,并加入交联剂,如戊二醛(GA)。
混合后的溶液经过搅拌和过滤处理,得到均匀的聚丙烯酸修饰壳聚糖溶液。
接下来,使用薄膜形成技术将溶液制备成聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜。
常用的薄膜形成技术包括溶液浇铸、溶液旋转涂覆和层层自组装等。
在这些技术中,溶液浇铸是最常见的一种。
将聚丙烯酸修饰壳聚糖溶液倒入容器,并待溶液挥发,形成具有一定厚度的薄膜。
溶液浇铸过程中可以控制溶液的温度、浇铸速度和溶剂挥发速度等参数来调节薄膜的性能。
最后,对聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜进行表面修饰。
通过表面修饰可以改变薄膜的表面性能,如增加亲水性、抗菌性等。
常用的表面修饰方法包括化学修饰和物理修饰两种。
化学修饰可以通过在薄膜表面引入功能性基团来实现,如共聚合方法、化学交联等。
物理修饰则是通过物理方法将功能性材料沉积到薄膜表面,如离子束辐照、溅射镀膜等。
聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜的性能分析是评价其应用价值的重要环节。
下面将重点分析其力学性能、生物相容性和气体渗透性。
首先是力学性能。
聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜具有较好的柔韧性和可延展性。
通过调节制备工艺中的参数,如薄膜的厚度、烘干温度等,可以得到不同力学性能的薄膜。
力学性能的好坏直接影响到薄膜的应用领域,如电子器件、传感器等。
其次是生物相容性。
聚丙烯酸修饰壳聚糖薄膜具有良好的生物相容性,适合用于医药领域,如修复组织、药物缓释等。
研究表明,聚丙烯酸修饰的壳聚糖薄膜可以促进细胞黏附和增殖,具有良好的生物相容性和生物降解性。
聚丙烯酸的合成方法及其应用研究
聚丙烯酸的合成方法及其应用研究聚丙烯酸(Polyacrylic Acid, PAA)是一种具有优异化学稳定性、高吸水性和高可溶性的聚合物。
它被广泛应用于纺织品、卫生用品、润滑剂、高分子材料等领域。
在本文中,我们将讨论聚丙烯酸的合成方法和其在不同领域中的应用。
一、聚丙烯酸的合成方法聚丙烯酸的合成方法主要有自由基聚合法、离子聚合法和酯交换法等几种常用方法。
1. 自由基聚合法自由基聚合法是最常见的合成聚丙烯酸的方法之一。
这种方法可以通过聚合单体和引发剂之间的自由基反应进行聚合。
常用的聚合单体有丙烯酸和丙烯酸酯,而引发剂通常是过氧化物或亚甲基稀土化合物。
自由基聚合法的优点是简单易行,但也有一定的缺点,例如反应条件较为严苛,产物可能存在一定的顺反异构体。
2. 离子聚合法离子聚合法是另一种常用的合成聚丙烯酸的方法。
这种方法是通过离子聚合的过程,使用阳离子或阴离子引发剂引发聚合反应。
常用的引发剂有过硫酸铵、过硫酸钾等。
离子聚合法的优点是产物纯度高,具有较好的化学稳定性。
3. 酯交换法酯交换法是通过酯交换反应合成聚丙烯酸。
该方法主要是利用聚合单体与聚合物中存在的酯基发生反应,生成聚丙烯酸。
酯交换法的优点是反应条件温和,适用于合成高纯度的聚丙烯酸。
二、聚丙烯酸的应用研究聚丙烯酸由于其优异的性质,在多个领域中得到了广泛的应用。
1. 纺织品领域聚丙烯酸作为一种优异的吸水性高分子材料,被广泛应用于纺织品领域。
例如,将聚丙烯酸与织物进行交联,可以使织物具有更好的吸湿性和透气性,提高服装的穿着舒适度。
2. 卫生用品领域由于聚丙烯酸具有较强的吸水性能,它被广泛应用于卫生用品的制造中。
例如,将聚丙烯酸与纸巾、尿布等材料结合,可以增加这些产品的吸水性能,提高使用体验。
3. 润滑剂领域聚丙烯酸具有良好的黏附性和润滑性,可应用于润滑剂领域。
例如,在机械设备中,聚丙烯酸可以作为一种润滑剂,减少部件摩擦,延长设备使用寿命。
4. 高分子材料领域聚丙烯酸可作为一种优良的高分子材料,广泛应用于电池、柔性显示屏等领域。
聚丙烯酸水凝胶的合成及其在组织工程中的应用
聚丙烯酸水凝胶的合成及其在组织工程中的应用水凝胶是一种具有高含水率和柔软弹性的材料,广泛应用于生物医学领域,特别是在组织工程中。
聚丙烯酸(Polyacrylic Acid, PAA)是一种常用于水凝胶合成的聚合物,具有良好的可调控性、生物相容性和生物降解性,因此在组织工程中得到了广泛的应用。
本文将介绍聚丙烯酸水凝胶的合成方法以及其在组织工程中的应用。
聚丙烯酸水凝胶的合成通常分为两步:聚合和交联。
聚合步骤中,丙烯酸单体通过自由基聚合反应聚合成线性聚丙烯酸。
而交联步骤中,交联剂(如N,N'-亚甲双丙烯酰胺、羟基乙酸酯等)与聚丙烯酸发生反应,形成三维网络结构。
通过调节聚合物和交联剂的浓度、反应时间和温度等参数,可以控制水凝胶的物理和化学性质。
聚丙烯酸水凝胶具有良好的生物相容性,可以与细胞和组织接触而不引起明显的毒性或刺激作用。
此外,聚丙烯酸具有负电荷基团,可以吸引阳离子,如钠离子和钾离子,形成稳定的离子交换水凝胶。
离子交换性水凝胶可以用于药物缓释和组织工程中的细胞培养等应用。
在组织工程中,聚丙烯酸水凝胶由于其高含水率和生物相容性,被广泛用于人工组织和器官的构建。
以人工血管为例,聚丙烯酸水凝胶可以通过嵌入细胞和细胞外基质构建血管的内壁。
利用聚丙烯酸水凝胶的可调控性,可以调整血管的厚度和强度,以适应不同部位的应力需求。
同时,聚丙烯酸水凝胶的生物降解性也能够促进新生血管的形成,为血管组织修复提供了良好的支持。
除了血管,聚丙烯酸水凝胶还可用于肌肉和骨骼组织的修复和再生。
例如,在肌肉组织中,聚丙烯酸水凝胶可以模拟肌肉纤维的形态结构,通过控制水凝胶的交联程度和孔隙大小,促进肌肉细胞的生长和定向排列。
在骨骼组织中,聚丙烯酸水凝胶可以作为骨细胞的生长支架,为新骨的形成提供合适的环境。
聚丙烯酸水凝胶的应用还不仅限于组织工程领域。
由于其可调控性和生物相容性,聚丙烯酸水凝胶也可用于药物缓释系统的构建。
通过控制水凝胶的孔隙结构和孔径大小,可以实现不同程度的药物缓释效果。
聚丙烯酸的合成及应用
摘要聚丙烯酸(PAA)是一种重要的化工原料,它是丙烯酸盐类中最重要且最具有代表性的一种有机物。
聚丙烯酸的应用极为广泛,主要被应用在日用化学工业、农业、石油工业、工业循环水系统、矿业、涂料、造纸、纺织、建筑和医药卫生等行业。
聚丙烯酸的聚合属于自由基聚合,主要产物分为低分子量聚丙烯酸和高分子量聚丙烯酸。
这两种聚丙烯酸的聚合方法以及应用状况都有很大的不同。
聚丙烯酸的聚合方法目前有:水溶液聚合、反相悬浮聚合、本体聚合、辐射聚合、水向沉淀聚合等。
本文对低、高分子量的聚丙烯酸合成工艺以及所用的催化剂等进行了分析。
国内外化学工作者以及在聚丙烯酸的合成及应用方面做了大量的研究工作,但仍存在很大的发展空间。
本文通过对聚丙烯酸的合成与应用的研究,分析各种聚合工艺的优缺点,有助于寻找聚丙烯酸合成和应用的改进方向,具有十分重要的现实意义。
关键词:聚丙烯酸,聚合工艺,催化剂ABSTRACTAcrylic acid Polymers(PAA)is an important chemical raw material,it is the most important acrylic acid salts and the most representative organic matter.Acrylic acid Polymers uses widely.It mainly used in daily chemical industry,agriculture,oil industry, industrial water recycling system,mining,paint,paper,textile,construction and medical and health industries,etc.The polymerization of Acrylic acid Polymers belongs to radical polymerization, the main product is divided into low molecular weight Acrylic acid Polymers and high molecular weight Acrylic acid Polymers.Their polymerization methods and application status are very different.Acrylic acid Polymers polymeric methods are:solution polymerization,reversed phase suspension polymerization,bulk polymerization, radiation polymerization,water was added to the precipitation polymerization.In this paper,we analyzed the polymerization methods and catalysts.Chemists had huge researches in the polymerization and application of Acrylic acid Polymers,but there are still many methods to develop.In this paper,we analyze the advantages and disadvantages of various polymerization methods based on the research of polymerization methods and application status.So this paper has a very important practical significance.Key words:Acrylic acid Polymers,glycerol,polymerization technology,catalyst目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1聚丙烯酸的性质及应用 (1)1.1聚丙烯酸的性质 (1)1.2聚丙烯酸的应用 (1)2聚合方法和催化剂 (3)2.1低分子量聚丙烯酸钠聚合方法 (3)2.1.1动态水溶液聚合法 (3)2.1.2静态水溶液聚合法 (4)2.2高分子量聚丙烯酸钠聚合方法 (5)2.2.1间歇式水溶液聚合 (5)2.2.2反相悬浮法 (5)3聚丙烯酸产品的合成工艺 (7)3.1高分子量聚丙烯酸盐的工艺流程 (7)3.2聚丙烯酸树脂合成工艺 (7)3.2.1聚合方法 (7)3.2.2生产工艺流程 (9)4结论与展望 (10)参考文献 (11)1聚丙烯酸的性质及应用聚丙烯酸(PAA),分子式为[C3H4O2]n,又称为丙烯酸树脂,由丙烯酸单体聚合而成,本文的第一部分对聚丙烯酸的性质以及应用进行阐述。
聚丙烯酸溶液的配制
聚丙烯酸溶液的配制
要配制聚丙烯酸(PAA)溶液,首先需要准备所需的材料和设备,包括聚丙烯酸粉末、蒸馏水、搅拌器、称量器、PH计等。
接下来,
按照以下步骤进行配制:
1. 准备所需的聚丙烯酸粉末和蒸馏水。
根据所需浓度和体积,
确定所需的聚丙烯酸粉末和蒸馏水的量。
2. 使用称量器准确称量所需的聚丙烯酸粉末和蒸馏水。
3. 将称量好的蒸馏水倒入容器中,然后逐渐加入聚丙烯酸粉末,同时用搅拌器进行搅拌,直至聚丙烯酸完全溶解。
在这个过程中,
可以根据需要调节溶液的PH值。
4. 使用PH计检测溶液的PH值,根据需要进行调节,通常聚丙
烯酸溶液的PH值在6至7之间为最佳。
5. 最后,将配制好的聚丙烯酸溶液过滤,以去除可能存在的杂质,然后可以用于实验或应用中。
需要注意的是,配制聚丙烯酸溶液的过程中要注意安全,避免吸入粉尘,避免溶液溅到皮肤或眼睛,需要佩戴防护眼镜和实验手套。
另外,根据具体的实验要求和应用需求,可以根据需要调整配制过程中的参数,如浓度、PH值等。
配制聚丙烯酸溶液需要仔细操作,确保按照实验要求和安全操作规范进行。
paa-li制备方法
paa-li制备方法
PAA-Li是聚丙烯酸锂的缩写,它是一种重要的聚合物材料,通
常用于水凝胶、医用材料、润滑剂等领域。
制备PAA-Li的方法通常
涉及聚合反应和中和反应两个步骤。
首先,PAA-Li的制备通常从丙烯酸单体出发。
丙烯酸单体经过
聚合反应,即丙烯酸分子之间的化学键形成,形成聚丙烯酸(PAA)
的聚合物链。
聚合反应通常在溶剂中或在固相条件下进行,通常需
要引入引发剂或者光引发剂来启动聚合反应。
在反应过程中,需要
控制温度、时间和反应条件,以确保聚合物链的形成和长度的控制。
其次,聚合得到的PAA通常需要进行中和反应,将PAA中的羧
基部分中和成盐形式,从而得到PAA-Li。
中和反应通常使用碱性物质,如氢氧化锂等,将PAA中的羧基部分中和成PAA-Li盐。
在中和
反应中,需要控制反应的pH值、反应时间和温度,以确保中和反应
的充分进行。
总的来说,PAA-Li的制备方法涉及聚合反应和中和反应两个步骤,需要精确控制反应条件和参数,以获得高质量的PAA-Li产物。
这种方法在实际生产中具有一定的工艺难度,但可以通过精细的实验设计和反应条件优化来获得理想的PAA-Li产物。
PAA聚丙烯酸的生产(二类参照)
低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究李天仚,张彦昌,王冬梅,赵献增(河南省精细化工重点实验室,郑州450002)摘要:以丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂和移热剂,合成了低分子量聚丙烯酸铵.研究了引发剂用量、链转移剂用量及聚合反应温度等因素对聚合产物分子量的影响.关键词:聚丙烯酸铵;链转移剂;合成中图分类号:TQ322.4+4 文献标识码:A 聚丙烯酸铵作为一种新型的高分子分散剂,主要应用于陶瓷、造纸行业、高档涂料行业,还可作为电力、石油化工、冶金行业循环水系统的阻垢缓蚀剂[1-5].在以上领域的生产过程中,常常涉及固体颗粒在介质中的分散问题.粉末、纳米微粒等超细固体颗粒因具有极大的比表面积和较高的比表面能,在介质中分散时易发生团聚现象,这不仅影响产品的最终质量,而且还导致生产率下降、能耗和原材料消耗增加,所以研究超细固体颗粒在介质中的分散问题,有非常重要的意义.聚丙烯酸铵由于它不存在单体残留毒性问题[6],且无残留金属杂质,能保持产品纯度,尤其是对无机超细固体颗粒的分散作用明显,可以降低浆料粘度、防止颗粒团聚[7]等特点,因此,研究聚丙烯酸铵分散剂的合成有着广阔的市场前景.本文以异丙醇作为链转移剂和移热剂,克服了氧化-还原体系聚合工艺易爆聚的缺点,合成出了低分子量的聚丙烯酸铵分散剂,并研究了引发剂、链转移剂用量及聚合反应温度等因素对聚合产物分子量大小的影响.1 实验部分1.1 原料与试剂丙烯酸:工业级,北京东方化工厂生产;过硫酸铵:A.R.,洛阳市化学试剂工厂生产;异丙醇:A.R.,洛阳市化学试剂工厂生产;氨水:A.R.,洛阳市化学试剂工厂生产.1.2聚丙烯酸铵的合成在装有温度计、电动搅拌器、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的250mL四口反应瓶中,先加入水、异丙醇、一定量的丙烯酸和过硫酸铵的混合溶液后,搅拌加热至回流,保持回流反应15min后,开始滴加剩余丙烯酸和过硫酸铵的水溶液,1h内滴完,保温反应2h,聚合反应结束后,常压下蒸出异丙醇,冷却至室温,在保持室温下缓慢加入氨水,调整体系pH=7-8,即得产品聚丙烯酸铵.1.3 测试1.3.1分子量的测定按国标GB17514-1998在30±0.5℃下,于1mol/LNaNO3-H2O 体系中,用一点法测定聚丙烯酸铵特性粘数[η].按[η]=3.73×10-4Mη0.66计算其粘均分子量.1.3.2固含量的测定称取一定量试样放入120℃恒温鼓风干燥箱中,干燥至恒重后,按下式计算其固含量. 固含量=(干燥恒重后质量/试样质量)×100%.1.3.3红外光谱的测定产品红外光谱用NICOLET公司产FTIR-6700型红外光谱仪测试.2 结果与讨论2.1 反应温度对聚丙烯酸铵分子量的影响从图1可以看出,随着聚合反应温度的升高,分子量逐渐变小,原因在于过硫酸铵为热分解型引发剂,在第29卷第1期河南科学酸性介质中,随着反应温度升高,引发剂过硫酸铵分解速率加快,聚合反应速度迅速提高,链转移反应和链终止反应也加快,因此聚丙烯酸铵分子量变小.2.2 引发剂用量对聚丙烯酸铵分子量的影响图2表明引发剂用量与聚丙烯酸铵分子量大小的关系.引发剂是整个聚合过程中的决定因素,它直接影响到聚合物分子量,其用量决定了聚合反应的快慢.图2中,随着过硫酸铵用量增加,自由基数目增多,反应速度快,链终止反应也加快,聚丙烯酸铵分子量因此随着引发剂用量增加变小.2.3 链转移剂用量对聚丙烯酸铵分子量的影响以丙烯酸为单体进行的聚合反应,随着反应温度的提高,引发剂分解速率呈级数增加,反应速度迅速加快,体系的粘度出现突然增加,局部放热过快,导致出现聚合反应危险期,易发生暴聚现象.本文由于在丙烯酸的聚合反应中采用了异丙醇作为移热剂,聚合反应热能被及时移走,从而使得该反应平稳进行,避免了暴聚现象的发生.同时,又由于异丙醇具有链转移作用,异丙醇用量的增加,使得链转移反应加快,图3表明,随着溶剂异丙醇用量的增加,聚合物分子量随之降低.2.4单体质量分数对聚丙烯酸铵分子量的影响由图4可以看出,固含量的变化对分子量有很大影响.当固含量增加时,聚合反应速率加快,分子量增大. 单体质量分数高于35%时,随着单体的质量分数增大,聚合反应速率加快且放出大量热量,聚合过程温度上升较快,大量热量如不能及时移走,易发生爆聚.由于本合成工艺中异丙醇的引入,聚合反应过程中异丙醇经冷却回流,能及时移走聚合反应热,保证了反应过程平稳进行,因此即使在较大单体质量分数下,也能合成出低分子量的聚丙烯酸铵,利于产品的包装运输.2.5 产品红外光谱分析图5为产品红外光谱图.由图5可以看出,在3050.9cm-1,3203.7cm-1处出现NH2氢键伸缩振动特征峰;在1406.1cm -1,1552.5cm-1处出现羧酸根离子的伸缩振动特征峰;在1450.6cm-1处出现NH4+离子吸收峰,说明合成产物是聚丙烯酸铵.结果与文献[8]报道一致. 图1 温度对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig.1 Theeffectoftemperatureonmolecularweight 图2引发剂用量对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig.2Theeffectofinitiatoronmolecularweight 图3 异丙醇用量对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig. 3 Theeffectofiso-propanolonmolecularweight 图4单体质量分数对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig.4Theeffectofmonomerconcentrationonmolecularweight 0.60.50.40.3 70 72 74 76 78 80 82 84 温度/℃聚丙烯酸铵分子量/(×104)0.60.50.40.30.2 0.4 0.8 1.2 1.6 引发剂质量与单体质量的百分比聚丙烯酸铵分子量/(×104)2.01.61.20.80.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 异丙醇与单体质量比聚丙烯酸铵分子量/(×104)0.560.540.520.500.480.46 20 25 30 35 40 45 50 55 单体质量分数/% 聚丙烯酸铵分子量/(×104)18-- 2011年1月李天仚等:低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究图5产品红外光谱图Fig.5FT -IRoftheproduct 3结论本文以丙烯酸为原料,综合考虑反应温度、引发剂的半衰期及溶剂的沸点等因素,选择异丙醇作为链转移剂和移热剂来合成聚丙烯酸铵,合成工艺简单,克服了氧化-还原体系聚合工艺易爆聚的缺点,在较高的单体浓度下聚合反应也能顺利进行,并且,异丙醇可循环使用,生产过程无污染.同时,所合成的聚丙烯酸铵水溶性好,不存在单体残留毒性问题,且无残留金属杂质,能保持产品纯度,因而低分子量聚丙烯酸铵作为优良分散剂有着广阔的应用前景名称:聚丙烯酸Polyacrylic acid 别名:丙烯酸均聚物丙烯酸聚物合丙烯酸树脂HPA PAA 分子式:[C3H4O2]N 相对分子质量<10000无色或淡黄色液体。
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低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究
低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究李天仚,张彦昌,王冬梅,赵献增(河南省精细化工重点实验室,郑州450002)摘要:以丙烯酸为单体,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂和移热剂,合成了低分子量聚丙烯酸铵.研究了引发剂用量、链转移剂用量及聚合反应温度等因素对聚合产物分子量的影响.
关键词:聚丙烯酸铵;链转移剂;合成中图分类号:TQ322.4+4 文献标识码:A 聚丙烯酸铵作为一种新型的高分子分散剂,主要应用于陶瓷、造纸行业、高档涂料行业,还可作为电力、石油化工、冶金行业循环水系统的阻垢缓蚀剂[1-5].在以上领域的生产过程中,常常涉及固体颗粒在介质中的分散问题.粉末、纳米微粒等超细固体颗粒因具有极大的比表面积和较高的比表面
能,在介质中分散时易发生团聚现象,这不仅影响产品的最终质量,而且还导致生产率下降、能耗和原材料消耗增加,所以研究超细固体颗粒在介质中的分散问题,有非常重要的意义.聚丙烯酸铵由于它不存在单体残留毒性问题[6],且无残留金属杂质,能保持产品纯度,尤其是对无机超细固体颗粒的分散作用明显,可以降低浆料粘度、防止颗粒团聚[7]等特点,因此,研究聚丙烯酸铵分散剂的合成有着广阔的市场前景.本文以异丙醇作为链转移剂和移热剂,克服了氧化-还原体系聚合工艺易爆聚的缺点,合成出了低分子量的聚丙烯酸铵分散剂,并研究了引发剂、链转移剂用量及聚合反应温度等因素对聚合产物分子量大小的影响.
1 实验部分
1.1 原料与试剂丙烯酸:工业级,北京东方化工厂生产;过硫酸铵:A.R.,洛阳市化学试剂工厂生产;异丙醇:A.R.,洛阳市化学试剂工厂生产;氨水:A.R.,洛阳市化学试剂工厂生产.
1.2聚丙烯酸铵的合成
在装有温度计、电动搅拌器、回流冷凝管和恒压滴液漏斗的250mL四口反应瓶中,先加入水、异丙醇、一定量的丙烯酸和过硫酸铵的混合溶液后,搅拌加热至回流,保持回流反应15min 后,开始滴加剩余丙烯酸和过硫酸铵的水溶液,1h内滴完,保温反应2h,聚合反应结束后,常压下蒸出异丙醇,冷却至室温,在保持室温下缓慢加入氨水,调整体系pH=7-8,即得产品聚丙烯酸铵.
1.3 测试
1.3.1分子量的测定
按国标GB17514-1998在30±0.5℃下,于1mol/LNaNO3-H2O体系中,用一点法测定聚丙烯酸铵特性粘数[η].按[η]=3.73×10-4Mη0.66计算其粘均分子量.
1.3.2固含量的测定称取一定量试样放入120℃恒温鼓风干燥箱中,干燥至恒重后,按下式计算其固含量. 固含量=(干燥恒重后质量/试样质量)×100%.
1.3.3红外光谱的测定产品红外光谱用NICOLET公司产FTIR-6700型红外光谱仪测试.
2 结果与讨论
2.1 反应温度对聚丙烯酸铵分子量的影响从图1可以看出,随着聚合反应温度的升高,分子量逐渐变小,原因在于过硫酸铵为热分解型引发剂,在第29卷第1期河南科学酸性介质中,随着反应温度升高,引发剂过硫酸铵分解速率加快,聚合反应速度迅速提高,链转移反应和链终止反应也加快,因此聚丙烯酸铵分子量变小.
2.2 引发剂用量对聚丙烯酸铵分子量的影响图2表明引发剂用量与聚丙烯酸铵分子量大小的关系.引发剂是整个聚合过程中的决定因素,它直接影响到聚合物分子量,其用量决定了聚合反应的
快慢.图2中,随着过硫酸铵用量增加,自由基数目增多,反应速度快,链终止反应也加快,聚丙烯酸铵分子量因此随着引发剂用量增加变小.
2.3 链转移剂用量对聚丙烯酸铵分子量的影响
以丙烯酸为单体进行的聚合反应,随着反应温度的提高,引发剂分解速率呈级数增加,反应速度迅速加快,体系的粘度出现突然增加,局部放热过快,导致出现聚合反应危险期,易发生暴聚现象.本文由于在丙烯酸的聚合反应中采用了异丙醇作为移热剂,聚合反应热能被及时移走,从而使得该反应平稳进行,避免了暴聚现象的发生.同时,又由于异丙醇具有链转移作用,异丙醇用量的增加,使得链转移反应加快,图3表明,随着溶剂异丙醇用量的增加,聚合物分子量随之降低.
2.4单体质量分数对聚丙烯酸铵分子量的影响
由图4可以看出,固含量的变化对分子量有很大影响.当固含量增加时,聚合反应速率加快,分子量增大. 单体质量分数高于
35%时,随着单体的质量分数增大,聚合反应速率加快且放出大量热量,聚合过程温度上升较快,大量热量如不能及时移走,易发生爆聚.由于本合成工艺中异丙醇的引入,聚合反应过程中异丙醇经冷却回流,能及时移走聚合反应热,保证了反应过程平稳进行,因此即使在较大单体质量分数下,也能合成出低分子量的聚丙烯酸铵,利于产品的包装运输.
2.5 产品红外光谱分析
图5为产品红外光谱图.由图5可以看出,在3050.9cm-1,3203.7cm-1处出现NH2氢键伸缩振动特征峰;在1406.1cm-1, 1552.5cm-1处出现羧酸根离子的伸缩振动特征峰;在1450.6cm-1处出现NH4+离子吸收峰,说明合成产物是聚丙烯酸铵.结果与文献[8]报道一致. 图 1 温度对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig.1 Theeffectoftemperatureonmolecularweight 图2引发剂用量对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig.2Theeffectofinitiatoronmolecularweight 图3 异丙醇用量对聚丙烯
酸铵分子量的影响 Fig.3 Theeffectofiso-propanolonmolecularweight 图4单体质量分数对聚丙烯酸铵分子量的影响Fig.4Theeffectofmonomerconcentrationonmolecularweight 0.60.50.40.3 70 72 74 76 78 80 82 84 温度/℃聚丙烯酸铵分子量/(×104)0.60.50.40.30.2 0.4 0.8 1.2 1.6 引发剂质量与单体质量的百分比聚丙烯酸铵分子量/(×104) 2.01.61.20.80.4 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 异丙醇与单体质量比聚丙烯酸铵分子量/(×104)0.560.540.520.500.480.46 20 25 30 35 40 45 50 55 单体质量分数/% 聚丙烯酸铵分子量/(×104) 18-- 2011年1月李天仚等:低分子量聚丙烯酸铵分散剂的合成研究图5产品红外光谱图 Fig.5FT -IRoftheproduct 3结论本文以丙烯酸为原料,综合考虑反应温度、引发剂的半衰期及溶剂的沸点等因素,选择异丙醇作为链转移剂和移热剂来合成聚丙烯酸铵,合成工艺简单,克服了氧化-还原体系聚合工艺易爆聚的缺点,在较高的单体浓度下聚合反应也能顺利进行,并且,异丙醇可循环使用,生产过程无污染.同
时,所合成的聚丙烯酸铵水溶性好,不存在单体残留毒性问题,且无残留金属杂质,能保持产品纯度,因而低分子量聚丙烯酸铵作为优良分散剂有着广阔的应用前景
名称:聚丙烯酸 Polyacrylic acid 别名:丙烯酸均聚物丙烯酸聚物合丙烯酸树脂 HPA PAA 分子式:[C3H4O2]N 相对分子质量 <10000
无色或淡黄色液体。
能与金属离子、钙、镁等形成稳定的化合物,对水中碳酸钙和氢氧化钙有优良的分解作用。
用于水处理的本品分子量一般在2000-5000,可与水互溶、溶于乙
醇、异丙醇等。
呈弱酸性,Pka为4.75。
在300℃以上易分解。
聚丙烯酸可由聚丙烯腈或聚丙烯酸酯在100度左右的温度下进行酸性水解而硫酸钠组成的氧化/还原系统作引发剂的水溶液聚合方法来制取聚丙烯酸。
聚丙烯酸由丙烯酸单体直接在水介质中自由基反应聚合而成.异丙醇用分子量调节剂,不仅可以使分子量分布小范围较窄,还有降底粘度、移走反应热的作用。
生产过程一般为间歇式。
聚合温度控制在60~100度,反应物酯比中,丙烯酸的浓度一般为10%~30%。
引发剂过硫酸铵(NH4)2S2O8的用量一般为丙烯酸质量的8%~15%。
可加分子量调节剂(例如异丙醇。
加入量在配方中一般占质量的10%~20%)以控制产品聚丙烯酸的分子量;也不加分子量调节剂。
加分子量调节剂时,配方中丙烯酸的尝试可取上限;反之则应取下限。
不加分子量调节剂时,配方中引发剂的用量应取
上限,反之则应对下限。
丙烯酸引发剂同时、按比例分别地滴加到水中或链转移剂与水的混合注中进行聚合反应。
总的来说,分子量调节剂的用量、引发剂的用量高,都有利于降低产品聚丙烯酸的分子量。
为了制备高分子量聚丙烯酸时,要有惰性气体赶紧反应系统中氧气的作法正好相反。