聚丙烯酸钠(PAANa)生产方法
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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。Dc分散剂采用的工艺是:聚合、蒸馏(除去链转移剂和水的混合物)、中和,其固含量虽达要求,但生产周期长,成本高。
上述传统的生产工艺需用单体量2~4倍的异丙醇作链转移剂,设备的利用率低,能耗较高,生产周期长,生产成本高。因此,有人通过研究影响聚丙烯酸钠分子量的各种因素,使用脂肪酸盐等助剂,采用分步聚合的新工艺合成了分子量500~700,1000~1500和:Z000~3000的低分子量PAANa。此法取消了原有工艺使用的异丙醇,简化了生产工艺,降低了生产成本。合成的PAANa不仅分子量较低,而且分子量分布较窄,分散性良好,应用实验表明其分散效果优于分散剂Dc,与进口产品sN一5040相当。鉴于特低分子量(500~700)的
产品在涂布中的应用几乎未见报道,故该方法的提出意义重大。