聚丙烯酰胺的合成与分解
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。
聚丙烯酰胺合成工艺
聚丙烯酰胺合成工艺聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM）是一种高分子聚合物，具有优异的吸附、絮凝和沉降能力，在许多领域有广泛的应用，如水处理、土壤改良、石油开采、纸浆造纸等。
本文将介绍一种常用的聚丙烯酰胺合成工艺。
第一步是丙烯腈的水解。
将丙烯腈与一定量的水在一定的温度和压力下反应，生成丙烯酰胺。
丙烯酰胺是聚丙烯酰胺的主要单体。
水解反应通常在碱性条件下进行，加入一定量的碱催化剂，如氢氧化钠或碳酸钠。
反应温度和压力的选择是通过考虑反应速率和产物纯度来确定的。
第二步是酰胺化反应。
酰胺化反应是指丙烯酰胺与其他化学物质发生反应，形成不同功能基团的聚丙烯酰胺。
常用的酰胺化反应有：季铵化反应、酯化反应、羰基反应等。
这些反应可以通过调整反应条件来实现不同功能的聚丙烯酰胺的合成。
第三步是聚合反应。
聚合反应是指将多个丙烯酰胺单体分子通过共价键连接在一起，形成高分子聚合物。
聚合反应可以通过自由基聚合、阴离子聚合或阳离子聚合等不同方式来进行。
常用的聚合反应有红外光聚合法、离子射线聚合法等。
选择适当的聚合方法和反应条件，可以控制聚合物的分子量和分子量分布，从而得到理想的产品性能。
聚丙烯酰胺合成工艺的优化是提高产品质量和产能的关键。
合理选择反应条件、催化剂和反应器类型，可以提高聚合反应的速率和选择性，降低副反应的发生。
此外，还可以通过改变单体的结构和功能基团的引入，调控聚丙烯酰胺的性能，以满足不同领域的需求。
总之，聚丙烯酰胺合成工艺是一项复杂的过程，通过水解、酰胺化和聚合反应，可以合成出各种性能优良的聚丙烯酰胺。
未来，随着科学技术的发展，聚丙烯酰胺合成工艺将会更加完善和高效，为各个领域的应用提供更好的支持。
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%。
阴离子聚丙烯酰胺的合成方法详解
阴离子聚丙烯酰胺的合成方法详解在有机高分子絮凝剂中，阴离子聚丙烯酰胺（APAM）是发展历史较长、技术较成熟、应用较广泛，因而也较受人们关注的。
阴离子聚丙烯酰胺的优点是：成本远远低于阳离子聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺、絮凝效果好、工艺成熟。
此外，由于其高分子链上所带的活性酰胺基团，阴离子羧基基团可以和多种物质发生物理、化学反应，使其除具备高分子链特性外同时具有优异的表面活性，广泛地应用于造纸、选矿、采油、冶金、建材、食品加工、水处理等行业。
阴离子聚丙烯酰胺的合成方法有以下几种：1、均聚后水解法该法合成阴离子聚丙烯酰胺分二步完成，一步以丙烯酰胺聚合成聚丙烯酰胺，二步是在碱性条件下水解一步产品得到阴离子聚丙烯酰胺。
聚合度在二步的水解过程中并未发生变化，因此一步反应所生成的丙烯酰胺均聚物分子量决定了最终分子量水平。
其工艺流程如图1.1：该法的优点在于：一步聚合反应的起始反应温度低，有利于反应，而且聚合过程中不加碱，避免了一些杂质的带入，易得到高分子量聚丙烯酰胺。
其缺陷在于：均聚后水解法比其它路线多了一步水解步骤，而且一步的聚合条件不易控制且产品的水解度不均匀，溶解性能指标很难达到控制要求；此外，反应过程中放出氨，不仅腐蚀设备，而且污染环境，对生产工人的健康造成不利影响。
该法由于对原材料没有特别的要求，工艺也比较简单，从而在国内得到了较多应用。
当前研究的热点是在一步的聚合过程中如何选择合适的引发体系，近年来很多研究表明采用两步甚至三步复合引发体系，可以得到高分子量，高溶解性的产品，但同时也造成了成本的提高。
2、均聚共水解法将丙烯酰胺和碳酸钠分别配成溶液，使其在发生聚合反应时同时有部分酰胺基发生水解生成羧基负离子，其工艺流程如图1.2：该法比均聚后水解法少了一道后水解工序，避免了均聚后水解普遍存在水解不均匀的问题，并降低了设备投资和生产成本。
其缺点在于：聚合前体系中加碱有可能带入一些杂质，加碱后体系温度升高，需要将其降温后才能进行后续步骤。
聚丙烯酰胺化验方法
聚丙烯酰胺化验方法聚丙烯酰胺是一种重要的高分子化合物，广泛应用于各种工业和生物学领域中。
本文将简要介绍聚丙烯酰胺的化验方法。
试验室用品和试剂：- 聚丙烯酰胺- 三甲基氯硅烷- 甲醇- 二氯甲烷- 二氯乙烷- 乙二醇二甲醚- N,N-二甲基乙酰胺- 液体氨- 三氟乙酸- 氨基乙酸- 磷酸- 恒温水浴操作步骤：1. 聚丙烯酰胺单体合成将乙烯基甲基丙烯酸酯和N,N-二甲基乙酰胺混合，在氧化镉光催化剂或硼酸的促进下，在深度搅动后于0℃ 置放30min。
反应混合液用水淀粉稀释并过滤，粗聚合物以甲酸或苯硫酸为协同催化剂，在高温下再次聚合，制备成聚丙烯酰胺单体。
2. 聚丙烯酰胺的结晶与精炼将得到的粗聚合物在热甲醇溶液中结晶，并用热甲醇洗净。
将聚合物溶解在二氯甲烷、二氯乙烷或乙二醇二甲醚中，加入三甲基氯硅烷作为交联剂，在恒温水浴中搅拌15min。
将反应混合物用醇洗涤并干燥至恒重，制备出具有特定交联度的聚丙烯酰胺。
3. 聚丙烯酰胺的分析测定3.1 分子量测定聚丙烯酰胺的分子量是其性能的重要指标之一，可通过凝胶渗透色谱法（GPC）进行测定。
将聚丙烯酰胺样品溶解于三氯化铁苯溶液中，通过一系列校正样品的比较，测定聚合物分子量。
3.2 动态光散射测定动态光散射测定（DLS）能够测定聚合物的颗粒大小和分布情况。
聚丙烯酰胺样品溶解于液体氨中，用恒温水浴搅拌后，通过测量散射光的角度和强度，得到聚合物的颗粒大小和分布情况。
3.3 热重分析热重分析（TGA）可测定聚丙烯酰胺的热稳定性和分解温度。
将样品放置于铂盘中，通过加热方式升温，并测量样品失重率和温度变化曲线，得出聚合物的热降解情况。
结论：本文简要介绍了聚丙烯酰胺的化验方法，包括单体合成、结晶精炼和分析测定。
对聚丙烯酰胺的性能分析能够帮助实现其在不同领域的应用。
在工业应用中，聚丙烯酰胺的应用主要是基于其吸附分离的性质，它可以与各种离子和杂质结合并被沉淀或过滤掉。
这种性质使得聚丙烯酰胺在液体分离中得到广泛应用，例如水处理、石油开采、炼油和纸浆工业等。
中国石油大学-聚丙烯酰胺的合成与水解
中国石油大学 油田化学 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号: 姓名:教师:同组者:聚丙烯酰胺的合成与水解一、实验目的1.熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。
2.熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。
二、实验原理聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成（温度50~80℃，pH 为6~7）:---−−−−−→−-n O S NH H C CH H C nCH ][丨2)（2丨28224CONH 2 CONH 2由于反应过程中无新的低分子物质产生，所以高分子的化学组成与起始单体相同，因此这一合成反应属于加聚反应。
随着加聚反应的进行，分子链增长。
当分子量增长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。
聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺。
----------→++--zy x n H C CH H C CH H C CH zNaOH O yH H C CH ][][][][丨2丨2丨22丨2CONH2 CONH 2 COOH COONa↑++3)（NH z y随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。
由于带负电的链节相互排斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增加。
影响聚丙烯酰胺溶液粘度有以下几个因素：溶液中聚丙烯酰胺的质量分数、温度、剪切速率。
三、仪器与药品1.仪器电子天平，恒温水浴锅，量筒，烧杯，搅拌棒，药匙，Brookfield 粘度计。
2.药品丙烯酰胺，10%NaOH 溶液，10%过硫酸铵溶液，蒸馏水。
四、实验步骤1.聚丙稀铣胺的加聚反应（1）用电子天平称取烧杯和搅拌棒的质量。
然后在烧杯中加入4.0g 丙烯酰胺和40.0g 水，配成10%的丙烯酰胺溶液。
（2）在恒温水浴中，将10%丙烯酰胺加热到80℃，然后加入35滴左右10%过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。
（3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。
（4）20分钟后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺合成可以采用原料单体直接聚合或间接聚合的方式。
其中，直接聚合方法包括聚合物溶液聚合、水相聚合、乳液聚合等；间接聚合方法包括离子聚合和辐射聚合。
其中，水相聚合方法是目前应用最广泛的一种方法，其合成步骤包括以下几个部分：
1. 将丙烯酰胺、交联剂等原料按照一定比例混合，并加入适量的过氧化氢等引发剂；
2. 将混合物加入水中，搅拌均匀，加热至反应温度并保持一段时间；
3. 水解淀粉等复合助剂可以在上述步骤中加入，用于调节聚合反应的速度和粘度，或改善聚合物的物理性质；
4. 完成反应后，将聚合物用水洗涤、脱水、干燥等处理步骤，得到最终的聚丙烯酰胺产品。
值得注意的是，聚丙烯酰胺合成过程中应严格控制反应条件，如温度、pH 值等，以获得高质量的产品。
二级胺修饰的聚丙烯酰胺的合成和表征
二级胺修饰的聚丙烯酰胺的合成和表征
聚丙烯酰胺的合成通常需要以下步骤：
1）合成反应，将四乙基?溴与二级胺反应制备二级氨基?�；2）与丙烯酰胺水解反应，形成聚丙烯酰胺；
3）终止反应，采用还原剂将?反应物中的氯原子还原。
聚丙烯酰胺的表征方法包括：
1）熔点测定：使用上温熔点仪来测定聚丙烯酰胺的熔点；2）元素分析：在电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）中，对样品的元素分析；
3）气相色谱：在气相色谱仪中测定聚丙烯酰胺样品的含量；4）结晶性：使用X射线衍射仪测定聚丙烯酰胺的晶体结构；5）溶解性：测定聚丙烯酰胺的溶解性，检测它在不同溶剂中的溶解度；
6）热分析：使用热重分析和差热分析仪测定聚丙烯酰胺的热特性，如熔融点、热解等。
聚丙烯酰胺的合成与水解
大学化学原理实验报告实验日期：成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：一. 实验目的1.熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。
2.熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。
二. 实验原理聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成：由于反应过程中无新的低分子物质产生，所以高分子的化学组成与起始单体相同，因此这一合成反应属于加聚反应。
随着加聚反应的进行，分链增长。
当分子量增长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。
聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺：随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。
由于带负电的链节相互排斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增加。
聚丙烯酰胺在钻井和采油中有许多用途。
三. 仪器与药品1．仪器恒温水浴，沸水浴，烧杯，量筒，搅拌棒，台秤。
2．药品丙烯酰胺（化学纯）过硫酸铵（分析纯），氢氧化钠（分析纯）。
四. 实验步骤1．丙烯酰胺的加聚反应（1）用台秤称取烧杯和搅拌棒的质量（后面计算用到这一质量）。
然后在烧杯中加入2g 丙烯酰胺和18mL 水，配成10％的丙烯酰胺溶液。
（2）在恒温水浴中，将10％丙烯酰胺加热到60℃，然后加入15 滴10％过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。
（3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。
（4）半小时后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。
2. 聚丙烯酰胺的的水解（1）称量制得的聚丙烯酰胺，计算要补充加多少水，可配成5％聚丙烯酰胺的溶液。
（2）在聚丙烯酰胺中加入所需补加的水，用搅拌棒搅拌，观察高分子的溶解情况。
（3）称取20g 5％聚丙烯酰胺溶液（剩下的留作比较用）加入2mL 10％氢氧化钠，放入沸水浴中，升温至90℃以上进行水解。
（4）在水解过程中，慢慢搅拌，观擦粘度变化，并检查氨气的放出（用湿的广泛pH 试纸）。
（5）半小时后，将烧杯从沸水浴中取出，产物为部分水解聚丙烯酰胺。
（6）称取产物质量，补加蒸发损失的水量，制得5％的部分水解聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺的合成与水解
实验一聚丙烯酰胺的合成与水解一、实验目的1．熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺PAM的加聚反应;2．熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应;二、实验原理聚丙烯酰胺PAM可在过硫酸铵引发下由丙烯酰胺合成：由于反应过程中无新的低分子物质析出,高分子的化学组成与反应物分子单体相同,所以这一合成反应属于加聚反应;随着加聚反应的进行,分子链增长;当分子链增长到一定程度,既可通过分子间的相互纠缠形成网状结构,使溶液的粘度明显增加;聚丙烯酰胺PAM可在碱溶液中水解,产生部分水解聚丙烯酰胺HPAM：随着水解反应的进行,有氨气放出并产生带负电的链节;由于带负电的链节互相排斥,使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象,因而对水的稠化能力增加;聚丙烯酰胺PAM在油田中有许多用途;三、仪器药品酒精灯一套、烧杯、量筒、搅拌棒、台秤;丙烯酰胺、过硫酸铵10%、氢氧化钠10%、PH试纸;四、实验步骤1．丙烯酰胺的加聚反应⑴用台秤称取100ml烧杯和搅拌棒的重量W,然后在烧杯中加入2g丙烯酰胺1和18ml水,搅拌溶解,配得10%的丙烯酰胺溶液;⑵在恒温水浴中,将10%的丙烯酰胺溶液加热至60℃,然后加入15滴10%过硫酸铵溶液,引发丙烯酰胺加聚;⑶在加聚过程中,慢慢搅拌,注意观察溶液粘度的变化;⑷半小时后,停止加热,产物为聚丙烯酰胺;2．聚丙烯酰胺的水解,补加水,使聚丙烯酰胺溶液的浓度为5%;搅拌溶⑴称量制得的聚丙烯酰胺W2液,观察高分子的溶解情况;⑵加入4ml10%氢氧化钠溶液,放入沸水浴中升温至90℃以上进行水解;⑶在水解过程中,慢慢搅拌,注意观察溶液粘度的变化,并检查氨气的放出用润湿的PH试纸;⑷半小时后,将烧杯从沸水浴中取出,产物为部分水解聚丙烯酰胺;,补加水,制得5%的部分水解聚丙烯酰胺溶液,倒入回收瓶⑸称量产物重量W3中;五、数据记录及处理1．记录并解释合成聚丙烯酰胺的各种现象;2．记录并解释聚丙烯酰胺水解的各种现象;。
聚丙烯酰胺的合成及性能
２．５．３引发剂质量分数
从图９看出．随引发剂质量分数增加，Ｃ增
（１）
Ｊ｜｝＿Ａｅ枷７ 摩尔气体常数，８．３１４
大，而ＰＡＭ的帆降低。在自由基聚合中引发剂受
热分解产生自由基．自由基作为反应活性中心与 单体加成形成链自由基㈣。增大引发剂质量分数，
式中：丁为反应温度；Ｅ是活化能，为正值；Ｒ为
５
Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）。反应温度升高
ｏｆ ＰＡＭ
与０．２ ｍｏｌ／Ｌ冰乙酸，流速为１．０ ｍＬ／ｍｉｎ．标准试
ＴＧ分析 从图４看出：ＰＡＭ在１００℃左右开始失重。
失重率约为６％。这是小分子溶剂和体系未除净的
２结果与讨论
２．１
水及聚合物所吸附的水向外挥发所致｜９．１４１：ＰＡＭ失 重的第１阶段为１９０～３５０℃。欠重率约为１８％；第
２阶段为３５０～５００ ｏＣ，分解速率非常快㈣．失重率
０．１５４ １７８ ｎｍ，电压为３０ ｋＶ，电流为２０ ｍＡ。扫描
速率０．０６ ｏ／ｓ，扫描范围５０４００。热重（ＴＧ）分析采
用美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司生产的Ｐｖｒｉｓ ６型热重分 析仪，Ｎ，气氛，升温速率１０℃／ｍｉｎ。采用美国
ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ公司生产的Ｄｉａｍｏｎｄ型差示扫描量
热仪测定试样的玻璃化转变温度（珀，升温和降温
ＦＴＩＲ分析 由图２可以看出：３ １９９—３ ４３０ ｃｍ一为酰胺的
Ｎ—Ｈ键对称和不对称伸缩振动吸收峰ＩＳｌ：２
２ ９２６
８４７，
约为４０％；第３阶段为５００～７００℃。几乎完全分
解，失重率约为３３％。凶此，ＰＡＭ热稳定性较好。
ｃｍ－１处为亚甲基的Ｃ—Ｈ键对称和不对称
伸缩振动吸收峰嗍：ｌ ６６０ ｃｍ一处为Ｃ＝Ｏ键对称 伸缩振动吸收峰ｆ８ｔ州１Ｉ：ｌ ４４３ ｃｍ一处为酰胺的Ｃ—Ｎ
聚丙烯酰胺的合成聚丙烯酰胺合成方法
聚丙烯酰胺的合成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：H2CCNH2H引发剂CH2HnONH2 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。
O碱H2CCNH2H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 oC, pH=1时链增长速率常数kp与链终止速率常数kt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kp/kt1/2=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NH3生成酰亚胺基团所致。
(综述)聚丙烯酰胺生物降解研究进展
应用与环境生物学报 2005,11(5):648～650 C h in J A ppl Environ B iol=ISSN10062687X 2005210225聚丙烯酰胺生物降解研究进展3韩昌福 李大平33 王晓梅(中国科学院成都生物研究所 成都 610041)摘 要 聚丙烯酰胺(P AM)是丙烯酰胺均聚物和各种共聚物的统称,作为一种高技术含量、高附加值的重要化工产品,已广泛应用到工农业生产的各个领域并渗透到人们的日常生活中.过去通常认为聚丙烯酰胺是非常稳定的高分子聚合物,事实上,在自然条件下,聚丙烯酰胺会发生缓慢的物理降解(热、剪切)、化学降解(水解、氧化以及催化氧化)和生物降解,最终生成各种低聚物以及具有神经毒性的剧毒丙烯酰胺单体,对人体造成了极大的间接或直接危害.因此,进行聚丙烯酰胺的降解研究很有意义,而聚丙烯酰胺的生物降解研究领域几乎为空白.参33关键词 聚丙烯酰胺;转化;毒性;生物降解CLC X172¬O633.22PR O GRESS O F STUD I ES O N POLYACRYLA M I D E B I OD EGRADAT I O N3HAN Changfu,L IDap ing33&WANG Xiaomei(Chengdu Institute of B iology,Chinese Acade m y of Sciences,Chengdu610041,China)Abstract Polyacryla m ide(P AM)is a general ter m for acryla m ide homopoly mers and copoly mers.A s an i m portant p r oduct of che m ical industry with high2tech and high accessi onal values,polyacryla m ide has been widely app lied t o different fields of in2 dustry and agriculture,and even t o peop le’s daily life.It was generally considered that polyacryla m ide was an extraordinarily stable macr omolecular poly mer.But unf ortunately,polyacryla m ide is f ound with sl ow physical degradati on(heat,cutting), sl ow che m ical degradati on(hydr olysis,oxidati on,catalysis oxidati on)and sl ow bi odegradati on under natural conditi ons,and it finally p r oduced different oligomers,as well as acryla m ide,which possess neur ot oxicity,and are directly and indirectly har mful t o hu man health.So,the studies on degradati on of polyacryla m ide are greatly inportant.However,there have been very fe w studies on bi odegradati on of polyacryla m ide till now.Ref33Keywords polyacryla m ide;transf or mati on;t oxicity;bi odegradati onCLC X172¬O633.22 聚丙烯酰胺(P AM)是丙烯酰胺均聚物和各种共聚物的统称,是重要的水溶性聚合物,并兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等性能,作为一种高技术含量、高附加值的重要化工产品,已广泛应用在采油、化工、造纸、纺织、制糖、医药、环保、建材、农业生产等部门和领域并已渗透到人们的日常生活中[1～7].由于其良好的絮凝性能,聚丙烯酰胺最早开始在水处理领域得到广泛应用,包括原水处理、污水处理和工业水处理、城市生活污水处理等[3],目前仍然是国内外水处理领域使用量最大的水处理剂.近年来,部分水解性聚丙烯酰胺(HP AM)在油田采油生产中已得到大规模应用[4,5].聚合物驱油开始于20世纪50年代末,一般采用水溶性高分子的聚丙烯酰胺通过注水井注入地下,提高原油采收率[6].美国、俄罗斯、加拿大、法国、德国以及阿曼等国家进行的大量聚合物驱油工业性试验表明,采用聚合物驱油一般能提高原油采收率6%～17%[7,20].我国国内的注聚采油技术在20世纪90年代发展很快,继大庆油田之后,胜利、大港、河南、辽河等油田也都进行了先导性试收稿日期:2004206223 接受日期:20042072233中国科学院知识创新工程重要方向项目资助(KSCX22S W2114) Supported by the Knowledge I nnovati on Pr oject of the Chinese Acade my of Sciences33通讯作者 Corres ponding author(E2mail:lidp@)验,并取得了成功.其中,大庆油田、胜利油田等大型油田已形成注聚采油的规模生产,2003年大庆油田聚合物驱油生产原油已达到年产1000万吨以上.目前,我国大型油田已成为聚丙烯酰胺的最大应用领域.聚丙烯酰胺还在造纸生产领域用作驻留剂、助滤剂等,以提高浆料的过滤性能,改善纸张质量,提高细小纤维的留作率,减少原材料消耗和减轻污染物排放等[1,8].聚丙烯酰胺作为良好的絮凝剂还大量应用于采矿、洗煤等领域,因吸湿性强的特点作为上浆剂和整理剂广泛应用到纺织、印染工业[9].近年来,由于其良好的保水、吸湿性能,聚丙烯酰胺还被大量生产来作固体水用于干旱、少雨等地区的植树、造林等农林业生产领域[30].1 聚丙烯酰胺在自然条件下的分解和潜在毒性过去通常认为聚丙烯酰胺是非常稳定的高分子聚合物.事实上,在自然条件下,聚丙烯酰胺会发生缓慢的物理降解(热、剪切)[10,30]、化学降解(水解、氧化以及催化氧化)[11～19]和生物降解(微生物酶解)[27～32].这些降解主要是通过激发产生自由基引起连锁氧化反应,从而造成聚合物主链断裂和分子量降低,水溶液粘度损失.在对聚丙烯酰胺的稳定性研究发现,P AM在水溶液中同时发生两种化学降解反应:水解反应,引起侧基结构的变化,由酰胺基转变为羟基;氧化反应,引起主链的断裂,使聚合物分子量减少.氧化降解反应具有自由基连锁反应的特征,过氧化物、还原性有机杂质以及过渡金属离子等起着活化剂作用,产生活性自由基碎片,促进聚合物氧化降解.聚合物中的过氧化物以及产生的羰基化合物是引发聚合物氧化降解和光降解的主要成因.聚丙烯酰胺根据其用途的不同,其分子量一般在2×106～20×106之间,由于降解作用,主链断裂分子量大幅降低,产生大量的低聚物,低聚物的进一步降解会产生大量的丙烯酰胺单体(AM)[29].而丙烯酰胺是一种有毒化学物质,对其毒性国内外已经进行了大量的研究[25].对于环境中的丙烯酰胺浓度各国都有相应的法律法规:美国职业安全与卫生法(OS HA)规定职业接触标准是空气中丙烯酰胺的阈值-时间加权平均(T LA-T WA)为0.3mg/m3;我国费渭泉等人提出,丙烯酰胺在水中的剩余浓度<10×10-9;英国规定饮料中丙烯酰胺含量<0.25×10-9;日本规定向河水中排放丙烯酰胺含量<10×10-9[22～24].由于其良好的水溶性,排入环境的丙烯酰胺基本上进入地面水体和地下水中,可以通过皮肤、黏膜、呼吸道和口腔被吸收,广泛分布在人的体液中,也能进入胚胎中,引起中毒.丙烯酰胺的代谢主要是与谷胱甘肽结合发生反应产生N2醋酸基2S2半胱氨酸,在肝、脑和皮肤通过酶和非酶的催化结合反应.它已被证明是染色体的断裂剂,诱发染色体畸变.它能引起神经性毒性反应,其毒性反应是感觉和运动失常,病理表现为四肢麻木、感觉异常、运动失调、颤抖、感觉迟钝和中脑损伤.摄入丙烯酰胺污染水会引起嗜睡、平衡紊乱、混合记忆丧失和幻觉.毫无疑问,聚丙烯酰胺本身是安全无毒的,因此其应用范围渗入到人们生活的方方面面,在食品、药品以及整容等直接关系人类健康的领域也有应用.事实上,聚丙烯酰胺在环境中的迁移、降解[29,30]引发的深远影响还并没有得到认识,因此很有必要对聚丙烯酰胺的生物降解开展深入的研究,为消除其潜在毒性寻找合适的治理手段.2 聚丙烯酰胺的污染与国内外生物降解研究现状2.1 聚丙烯酰胺的污染现状聚丙烯酰胺在为油田生产提高采收率的同时,对地面工程也产生了相当恶劣的影响.注入地层的聚丙烯酰胺随原油/水混合液进入地面油水分离与水处理终端,大幅提高了混合液的粘度和乳化性,使油水分离难度加大,造成采出水含油量严重超标.聚丙烯酰胺对环境的直接影响是油田生产过程中不得不排入当地水体的外排水.由于油田配制聚丙烯酰胺需要新鲜水和以及部分低渗透地层,使部分含有较高浓度的聚丙烯酰胺采出水外排.绝大多数的聚丙烯酰胺进入地下油层,由于地层结构原因,很难避免其渗透到地下水层.聚丙烯酰胺在地面水体和地下水中的长期滞留,必将对当地水环境造成严重污染.除油田大量使用聚丙烯酰胺以外,水处理、造纸、纺织、采矿以及直接影响人体健康的众多产业,对聚丙烯酰胺的排放和可能带来的影响并没有相关的数据.公众认识还停留在聚丙烯酰胺为生产和生活带来的益处方面.在相当长的时期内,类似“固体水”等保水剂,在缺水、干旱地区植树、造林过程中还将得到广泛应用.所有的通过各种途径残留在环境中的聚丙烯酰胺会发生缓慢降解,释放出有毒的丙烯酰胺单体,这将给当地环境带来巨大的长期的影响.然而,这依然还没有引起足够的重视.2.2 聚丙烯酰胺生物降解国内外研究现状过去一般认为聚丙烯酰胺对微生物具有毒性,有关聚丙烯酰胺的生物降解研究,国内外都少见公开的文献报道.我们对国内外近10～20a的专利、文献数据库的检索发现,仅有数篇文献提到有关聚丙烯酰胺的生物降解.早期M agdaliniuk S (1995)[26]等人曾提出聚丙烯酰胺的不可生物降解性.但日本的Kunichika N(1995)[31]等人,在30℃,以P AM,K2HP O4, M gS O4・7H2O,NaCl,FeS O4・7H20的混合物作为培养基,从活性污泥和土壤中分离出能以水溶性聚丙烯酰胺为唯一碳源和氮源的Enterobacter agglo m erans和A zo m onas m acrocytogenes两株降解菌株;经过27h培养,整个生物体系消耗总有机碳的20%,聚丙烯酰胺平均分子量从2×106降至0.5×106;实验表明,微生物只能利用聚丙烯酰胺中的一部分,而不能利用其中的酰胺部分,即使是低浓度的聚丙烯酰胺也不能全部被利用. Jeanine L.Kay2Shoe make等人[26,27]在以聚丙烯酰胺作为土壤微生物生长基质的实验中,聚丙烯酰胺只能作为唯一的氮源被微生物所利用,但是却不能作为碳源被降解,可能原因是聚丙烯酰胺先被转化为长链聚丙烯酸酯,而后者可以被微生物作为氮源利用.在国内,黄峰(2002)[32]等人的实验表明,腐生菌(TG B)连续活化5次,在1000mg/L的P AM中恒温培养7d,可使溶液粘度损失率达11.2%,但TG B对P AM的生物降解较缓慢,由TG B导致P AM溶液的粘度损失率30d仍不超过12%;硫酸盐还原菌(SRB)[33]菌量达3.6×104mL-1时,经恒温30℃7d培养,可使1000mg/L的P AM粘度损失率达19.6%,但P AM粘度损失率并未随培养时间的增加而增加.到目前为止,国内外对聚丙烯酰胺的研究基本停留在初步阶段.作为一种稳定的高分子聚合材料,聚丙烯酰胺有着极强的生物抗性,即使是已经被降解为小分子的聚丙烯酰胺依然有着这一特征[28].3 结论由于聚丙烯酰胺自身庞大的分子量和稳定的结构,长期以来始终被认为是安全和难于降解的.有关其在自然界中的降解及其可能产生毒性的报道也是20世纪90年代开始首先由S m ith E[29]提出的.但是,对以聚丙烯酰胺为底物的生物降解研究却极少,已公开的聚丙烯酰胺的生物降解率都明显较低,而降解不完全的聚丙烯酰胺反而在环境中更容易发生化学、物理降解,造成环境积累.目前,聚丙烯酰胺的应用范围和规模正呈现快速增长趋势,同时其在环境中的累积、迁移、转化带来的毒性亦将逐渐显露出来,并将给生态环境带来不可估量的长期危害.已有研究结果表明,在聚丙烯酰胺的转化过程中,生物催化、氧化扮演了重要作用.作为对环境污染物高效的处理手段,生物降解与处理工艺已经在各种难降解污染物的无害化处理领域发挥着核心作用.由于微生物特殊的环境适应性、高繁殖速率和变异性,946 5期韩昌福等:聚丙烯酰胺生物降解研究进展 微生物降解与无害化将成为解决聚丙烯酰胺引起环境污染和转化的潜在毒性问题的有效手段.References1 汪多仁.聚丙烯酰胺的合成进展与应用.造纸化学品,1998,10(2):13～152 Yun XF(员学锋),W u PT(吴普特),Feng H(冯浩).Devel opment of app licati on of polyacrylam ide t o s oil a merati on.Res Soil&W ater Con2 serv(水土保持研究),2002,9(2):141～1453 Zhang YC(张元成),L iu S Q(刘树强),Gao BY(高宝玉).Devel2 opment and p r os pects of cati onic polyacrylam ide for waste water treat2 ment.Ind W ater Treat m ent(工业水处理),2002,22(7):15～174 冈秦麟.论我国的三次采油技术.油气采收率技术,1998,5(4):1～75 王启民,廖广志.聚合物驱油技术的实践与认识.Petrol Geol&O il Field D evel D aqing(大庆石油地质与开发),1999,18(4):1～56 Tayl or KC,Burke RA,Nasr2El2D in HA,Schra mm LL.Devel opment ofa fl ow injecti on analysis method for the deter m inati on of acryla m ide co2poly mers in brines.J Petrol Sci&Engin,1998,21:129～1397 Borchardt K.Che m icals used in oil2field operati ons.I n:Borchardt JK, Yen TF eds.O il2Field Che m istry:Enhanced Recovery and Pr oducti on Sti m ulati on.ACS Sy mposium Series396.W ashingt on DC,US A:Amer2 ican Chem ical Society,1989.3～548 W and J(王进),Chen FS(陈夫山).A id2retenti on and aid2drainage p r operties of cati onic polyacrylam ide.Paper&Paper M aking(纸和造纸),2003(1):56～589 Zhang HJ(张红杰),Hu HR(胡惠仁).The app licati on of ultrahigh molecular weight polyacryla m ide in paoer industry.Heilongjiang Paper M aking(黑龙江造纸),2001(4):22～2410 S m ith EA,Prues S L,Oehme F W.Envir onmental degradati on of poly2 acryla m ides1:effects of artificial envir onmental conditi ons:te mpera2 ture,light,and pH.Ecotoxicol&Environ Safety,1996,35(2):121～13511 Russell DS.Chem ical stability of polyacryla m ide poly mers.J Pefro Technol,1981(8):151312 Nan Y M(南玉明),Jia H(贾辉),Zheng HY(郑海洋),Zhou T W (周太文).Study on che m ical degradati on of polyacryla m ide.JD aqing Petrol Inst(大庆石油学院学报),1997,21(1):49～52 13 Zhu LY(朱麟勇),Chang ZY(常志英),L iMZ (李妙贞).Poly2 m erM at Sci&Engin(高分子材料科学与工程),2000,16(1): 11314 Zhu LY(朱麟勇),Chang ZY(常志英),L i MZ(李妙贞).Poly2 m erM at Sci&Engin(高分子材料科学与工程),2000,16(1): 11215 Audibert A.Lecourrier.J Polym er D egradation&S tability,1993, 40:15116 Zhu LY(朱麟勇),Chang ZY(常志英).Oxidative degradati on ofpartially hydr olyzed polyacryla m ide in aqueous s oluti on III:stability at high temperature.Polym erM at Sci&Engin(高分子材料科学与工程),2002,18(2):93～9617 Chen Y(陈颖),W ang BH(王宝辉).Phot ocatalytic oxidati on of polycryla m ide in water over nanometer Ti O2particles.J Catalysis(催化学报),1999,20(3):309～31218 Chen Y(陈颖),L i S Q(李书勤).L ight2catalyzing P AM water s olu2 ti on with different se m icon heter ogeeity.Heilongjiang M ical Technol (龙江石油化工),2001,12(2):23～24,2719 Chen Y(陈颖),Cui J M(崔军明).Study on the feasibility of degra2 dati on HP AM by phot ocatalysis oxidati on.J D aqing Petrol Inst(大庆石油学院学报),2001,25(2):82～8320 韩显卿.提高采收率原理.北京:石油工业出版社,1996.421 L iu HB(刘海滨).Character and app licati on of polyacryla m ide.For O ilfield Engin(国外油田工程),2001,17(9):53～5422 美国EP A有毒物质控制法(TSCA)化学品目录.1980.EP A2 TSCA8(a)23 费渭泉,裘本昌.国产聚丙烯酰胺絮凝剂的应用和卫生标准.给水排水,1983,324 P B862117744/XAD D rinking W ater criteria Document for Acryla m ide 180P,O tc.85(U8604)25 黄君礼.丙烯酰胺的毒性及其分析方法.环境科学丛刊,12(4): 37～4326 Magdaliniuks,B l ock JC,Leyvalc,Botter o JY,V ille m in G,BabutM.B i odegradati on of naphthalene in mont m orill onite/polyacryam ide sus2pensi ons.W ater Sci&Technol,1995,31(1):85～9427 Kay2Shoe make JL,W at w ood ME,Lentz RD,Sojka RE.Polyacrylam2 ide as an organic nitr ogen s ource f or s oil m icr oorganis m s with potential effects on inorganic s oil nitr ogen in agricultural s oil.Soil B iol&B io2 che m.1998,30(8～9):1045～105228 Kay2Shoe make JL,W at w ood ME,Sojka RE,Lentz RD.Polyacrylam2 ide as a substrate f or m icr obial a m idase in culture and s oil.Soil B io&B ioche m,1998,30(13):1647～165429 S m ith E A.B i odegradati on of Polyacryla m ide and Its Potential Neur o2 t oxicity.1991.120～15630 S m ith EA,Prues S,Oehme L,Frederick W.Envir onmental degrada2 ti on of polyacrylam ides II:effects of envir onmental(outdoor)expo2 sure.Ecotoxicol Environ Saf,1997,37(1):76～9131 Kunichika N,Shinichi K.Is olati on of polyacryla m ide2degrading bacte2 ria.J Fer m entation&B ioengin,1995,80(4):418～42032 Huang F(黄峰),Lu XZ(卢献忠).Study on bi odegradati on of par2 tially hydr olyzed polyacyla m ide by t otal gr owth bacteria.J Petrol Proc &Petroche m(石油炼制与化工),2002,33(3):5～833 Huang F(黄峰),Fan HX (范汉香),Dong Z H(董泽华),Xu LM(许立铭).Study on bi odegradati on of partially hydr olyzed polya2 cylam ide by sulfate2reducing bacteria.J Petrol Proc&Petroche m(石油炼制与化工),2002,30(1):33～36056 应用与环境生物学报 C h in J A ppl Environ B iol 11卷。
聚丙烯酰胺的合成与水解
中国石油大学化学原理Ⅱ实验报告实验日期： 2014.11.07 成绩：班级：石工（实验）1202 学号：姓名：教师：同组者：实验六聚丙烯酰胺的合成与水解一、实验目的1.熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。
2.熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。
二、实验原理聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成：由于反应过程中无新的低分子物质产生，所以高分子的化学组成与起始单体相同，因此这一合成反应属于加聚反应。
随着加聚反应的进行，分子链增长。
当分子量增长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。
聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺：随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。
由于带负电的链节相互排斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增加。
聚丙烯酰胺在钻井和采油中有许多用途。
三、仪器和药品1．仪器电子天平，恒温水浴锅，量筒，烧杯，药匙。
2．药品丙烯酰胺（化学纯），10%氢氧化钠溶液，10%过硫酸铵溶液、蒸馏水。
四、实验步骤1．丙烯酰胺的加聚反应（1）用台秤称取烧杯和搅拌棒的质量。
然后在烧杯中加入2g丙烯酰胺和18ml水，配成10％的丙烯酰胺溶液。
（2）在恒温水浴中，将10％丙烯酰胺加热到80℃，然后加入 15滴10％过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。
（3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。
（4）10分钟后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。
2.聚丙烯酰胺的的水解（1）称量制得的聚丙烯酰胺，计算要补充加多少水，可配成5％聚丙烯酰胺的溶液。
（2）在聚丙烯酰胺中加入所需补加的水，用搅拌棒搅拌，观察高分子的溶解情况。
（3）称取 20g 5％聚丙烯酰胺溶液（剩下的留作比较）加入 2ml 10％氢氧化钠，放入沸水浴中，升温至90℃以上进行水解。
（4）在水解过程中，慢慢搅拌，观察粘度变化，并检查氨气的放出（用湿的广泛pH试纸）。
（5）半小时后，将烧杯从沸水浴中取出，产物为部分水解聚丙烯酰胺。
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。
丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺的化学反应过程
丙烯酰胺聚合形成聚丙烯酰胺的化学反应过程
（原创实用版）
目录
1.聚丙烯酰胺的定义及用途
2.丙烯酰胺的结构和性质
3.聚丙烯酰胺的合成过程
4.聚丙烯酰胺的应用领域
正文
聚丙烯酰胺（Polyacrylamide）是一种高分子化合物，通常由单体丙烯酰胺（Acrylamide）通过化学反应聚合而成。
聚丙烯酰胺具有很好的水溶性、吸水性和絮凝性，因此被广泛应用于污水处理、水土保持、石油开采等领域。
丙烯酰胺是一种有机化合物，分子式为 C3H5NO，结构简式为
CH2CH=CONH2。
它是一种白色结晶性粉末，具有刺激性气味。
丙烯酰胺在水中可形成高分子聚合物，其聚合过程通常使用过氧化物或过硫酸铵等氧化剂催化，也可以使用紫外线或射线等辐射方式进行聚合。
聚丙烯酰胺的合成过程通常分为两步。
首先，将丙烯酰胺单体通过化学反应聚合成低聚物，这个过程通常在高温、高压的条件下进行。
然后，将低聚物进一步聚合成高分子聚丙烯酰胺，这个过程通常在较温和的条件下进行。
聚丙烯酰胺具有广泛的应用领域。
在水处理领域，聚丙烯酰胺被广泛应用于污水处理，它可以通过絮凝作用，将污水中的悬浮物和胶体物质凝聚成大颗粒，便于沉淀和分离。
在水土保持领域，聚丙烯酰胺可以被用作土壤稳定剂，通过增加土壤的粘性和凝聚力，防止土壤流失。
在石油开采领域，聚丙烯酰胺可以被用作钻井泥浆增稠剂和油田堵水剂，提高钻井泥浆的稳定性和堵水性能。
综上所述，聚丙烯酰胺是一种由丙烯酰胺单体聚合而成的高分子化合物，具有广泛的应用领域。
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。
聚丙烯酰胺热分解温度
聚丙烯酰胺热分解温度聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，简称PAM）是一种重要的合成高分子材料，具有良好的溶解性和化学稳定性，广泛应用于农业灌溉、土地保护、水处理、石油开采等领域。
然而，PAM在长时间高温环境下会出现热分解现象，降低其应用性能和使用寿命。
PAM的热分解过程主要分为两个阶段：热解和焦化。
其中，热解是指PAM分子链在高温下发生裂解反应，生成低分子量物质；焦化是指高温下PAM分子链断裂后，碳化生成炭黑。
PAM的热分解温度与其分子量、溶液浓度、pH值等因素密切相关。
一般认为，PAM的热分解温度极限为260℃左右，超过该温度则会迅速发生热分解。
影响PAM热稳定性的主要因素包括：（1）分子量：PAM的分子量越高，热分解温度越高，耐高温性能越好。
（2）水解度：PAM易受水解作用影响，长时间暴露在高温高湿环境中会发生水解反应，影响其热稳定性。
（3）溶液浓度：PAM的热分解温度随着溶液浓度的增加而升高，但过高的浓度会导致PAM分子链交联，影响热稳定性。
（4）pH值：PAM通常作为水处理剂使用，其热稳定性与环境pH值密切相关。
高pH值环境下，PAM分子链易被水解，降低热稳定性。
在实际应用中，为保证PAM的热稳定性和使用寿命，需要注意以下几点：（1）避免长时间高温暴晒：PAM在高温环境下易发生热分解，一般不超过260℃。
在使用过程中应注意避免长时间高温暴晒。
总之，聚丙烯酰胺是一种重要的合成高分子材料，在水处理、土地保护、石油开采等领域有广泛应用。
其热分解温度是评估其热稳定性的重要指标，应注意控制环境因素，确保其在使用过程中获得最佳性能。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
聚丙烯酰胺的合成与水解
一、实验目的
1.熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应。
2.熟悉聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。
二、实验原理
聚丙烯酰胺可在过硫酸铵的引发下由丙烯酰胺合成：
由于反应过程中无新的低分子物质产生，所以高分子的化学组成与起始单体相同，因此这一合成反应属于加聚反应。
随着加聚反应的进行，分子链增长。
当分子量增长到一定程度时，即可通过分子间的相互纠缠形成网络结构，使溶液的粘度明显增加。
聚丙烯酰胺可以在碱溶液中水解，生成部分水解聚丙烯酰胺：
随着水解反应的进行，有氨放出并产生带负电的链节。
由于带负电的链节相互排斥，使部分水解聚丙烯酰胺有较伸直的构象，因而对水的稠化能力增加。
聚丙烯酰胺在钻井和采油中有许多用途。
三、仪器和药品
1.仪器
恒温水浴，沸水浴，烧杯，量筒，搅拌棒，电子天平。
2.药品
丙烯酰胺（化学纯），过硫酸铵（分析纯），氢氧化钠（分析纯）。
四、实验步骤
1．丙烯酰胺的加聚反应
（1）用台秤称取烧杯和搅拌棒的质量（后面计算用到这一质量）。
然后在烧杯中加入 2g 丙烯酰胺和18mL 水，配成 10％的丙烯酰胺溶液。
（2）在恒温水浴中，将 10％丙烯酰胺加热到60℃，然后加入 15 滴 10％过硫酸铵溶液，引发丙烯酰胺加聚。
（3）在加聚过程中，慢慢搅拌，注意观察溶液粘度的变化。
（4）半小时后，停止加热，产物为聚丙烯酰胺。
2.聚丙烯酰胺的水解
（1）称量制得的聚丙烯酰胺，计算要补充加多少水，可配成 5％聚丙烯酰胺的溶液。
（2）在聚丙烯酰胺中加入所需补加的水，用搅拌棒搅拌，观察高分子的溶解情况。
（3）称取20g 5％聚丙烯酰胺溶液（剩下的留作比较用）加入 2mL 10％氢氧化钠，放入沸水浴中，升温至9 0℃以上进行水解。
（4）在水解过程中，慢慢搅拌，观察粘度变化，并检查氨气的放出（用湿的广泛pH试纸）。
（5）半小时后，将烧杯从沸水浴中取出，产物为部分水解聚丙烯酰胺。
（6）称取产物质量，补加蒸发损失的水量，制得 5％的部分水解聚丙烯酰胺。
比较水解前后 5％溶液的粘度。
（7）将制得的聚丙烯酰胺倒入回收瓶中。
五、数据处理
聚丙烯酰胺的合成与水解原始数据表
六.思考题
1．过硫酸铵用量对合成聚丙烯酰胺的分子量有何影响？
答：过硫酸铵用量大，聚合程度高，所得溶液的粘度更大；过硫酸铵用量小，聚合程度低，存在大量丙烯酰胺单体，所得溶液粘度较小。
2．为什么聚丙烯酰胺合成时，要将温度升到60℃？
答：聚丙烯酰胺合成时，温度过高，引发剂的分解速度加快，自由基活性较大，反应容易失去控制；温度过低，反应过慢且难以生成大分子链聚合物。
因此，将温度升到 60℃，为反应最适温度，有助于生成大分子链聚合物。
3．试分析影响部分聚丙烯酰胺分子量的因素有哪些？
答：影响部分聚丙烯酰胺分子量的因素主要有温度、溶液pH值、溶液浓度，反应时间、搅拌等。
七、实验总结
经过本次“聚丙烯酰胺的合成与水解”实验，我熟悉由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的加聚反应；以及聚丙烯酰胺在碱溶液中的水解反应。
实验中需要细心谨慎，有耐心。
再搅拌时，速度不要太快，以免在水浴中将烧杯碰倒。
动手操作能力是慢慢锻炼出来的，相信在以后的实验中也会不断总结，逐渐提高。