聚丙烯酰胺合成工艺
年产500吨聚丙烯酰胺聚合工艺设计

年产500吨聚丙烯酰胺聚合工艺设计年产500吨聚丙烯酰胺的聚合工艺设计简介:聚丙烯酰胺是一种重要的合成树脂,在化工、纺织及其他领域具有广泛的应用。
为了满足市场需求,我们设计了一种年产量为500吨的聚丙烯酰胺聚合工艺。
以下是该工艺的详细描述。
1. 原料准备:首先,准备聚丙烯酰胺聚合所需的原料。
主要原料包括丙烯酰胺单体、引发剂、溶剂和稳定剂。
质量优良的丙烯酰胺单体需经过蒸馏或其它纯化工艺,确保纯度达到要求。
2. 反应器配置:选择适当的反应器进行聚合反应。
常见的反应器类型包括加热搅拌反应器、高压反应器等。
反应器的设计需要考虑到产能需求和反应的热力学特性。
3. 反应条件控制:控制反应温度、反应压力和反应时间是重要的工艺参数。
根据研究文献和实验数据,确定适宜的反应条件。
一般来说,聚丙烯酰胺聚合反应可在80-120°C的温度下进行,压力在1-5 MPa范围内。
4. 引发剂选择:选择合适的引发剂促进聚丙烯酰胺聚合反应。
常用的引发剂包括过氧化氢、硫酸铵、过硫酸钾等。
引发剂的选择要考虑其活性、稳定性和安全性。
5. 聚合反应控制:始终控制反应进程以确保高聚合度和理想的产率。
通过连续添加丙烯酰胺单体和引发剂进入反应器,维持反应物浓度的恒定,同时及时移除产生的副产物。
6. 聚合物处理:完成聚合反应后,对产生的聚合物进行处理。
一般步骤包括溶剂回收、固体分离和干燥,以获得符合质量要求的聚丙烯酰胺产品。
7. 产品包装和贮存:对聚丙烯酰胺产品进行包装和贮存。
根据产品性质选择适当的包装材料和方法,并确保贮存条件符合要求,以防止质量的变化。
8. 设备维护和安全操作:定期检查和维护设备,确保其正常运行。
同时,制定安全操作规程,提高员工的安全意识,预防事故发生。
总结:以上是一种年产量为500吨聚丙烯酰胺的聚合工艺设计。
通过合理的原料准备、反应器配置、反应条件控制、引发剂选择、聚合反应控制、聚合物处理等步骤,可达到高产出和符合质量要求的聚丙烯酰胺产品。
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%。
阴离子聚丙烯酰胺合成工艺

阴离子聚丙烯酰胺合成工艺阴离子聚丙烯酰胺是一种常用的化学品,广泛应用于油田、水处理等领域。
它具有优异的水溶性、增稠剂作用、悬浮剂作用、防泥剂作用和沉降剂作用等特性。
本文将介绍阴离子聚丙烯酰胺的合成工艺及其紧要的应用领域。
一、合成工艺1. 原材料阴离子聚丙烯酰胺的合成原材料紧要是丙烯酰胺和化学稳定剂。
其中丙烯酰胺是合成阴离子聚丙烯酰胺的紧要原材料,稳定剂可以加添材料的稳定性,提高合成效率。
2. 合成步骤阴离子聚丙烯酰胺的合成紧要包括聚合反应、中和反应和干燥等步骤。
实在的步骤如下所述:1.聚合反应:将丙烯酰胺和化学稳定剂按确定比例混合后,加入聚合反应器中,同时加入适量的水作为反应介质。
将反应介质升温至70℃左右,并加入引发剂,进行聚合反应。
2.中和反应:聚合反应后得到的混合物需要经过中和反应处理。
此时,需要加入确定量的碱性物质(如乙醇胺和氢氧化钠等)来中和反应液中的酸性物质。
接着,将反应器中的混合物升温至80℃左右,持续搅拌,并调整PH值。
3.干燥:经过中和反应处理后的反应物需要进行干燥处理,以便得到稳定的阴离子聚丙烯酰胺。
在干燥过程中,可以选择接受自然晾干或真空干燥两种方法,最后获得阴离子聚丙烯酰胺。
二、紧要应用领域1. 油田阴离子聚丙烯酰胺作为一种优秀的增稠剂,在油田勘探和开采过程中有着广泛的应用。
它可以被添加到扩大井眼的泥浆中,以加强泥浆的黏度和流动性,从而实现削减渗漏、稳定井眼、削减阻力等目的。
2. 水处理阴离子聚丙烯酰胺在水处理中也有侧紧要的应用。
它可以被用作污水处理中的絮凝剂和沉淀剂,以清除水中的颗粒和悬浮物,达到净化水质和回收重金属离子等目的。
此外,在工业污水处理、海水淡化等领域中也有广泛的应用。
3. 其他领域在化妆品、食品工业、纺织印染等领域中,阴离子聚丙烯酰胺也有侧紧要的应用。
例如,它可以被用作口红、润肤霜、奶乳等产品的稳定剂和乳化剂,提高其质地和品质。
此外,阴离子聚丙烯酰胺还可以被用作纺织印染助剂,提高纺织品的染料吸附性和抗静电性。
聚丙烯酰胺合成工艺.docx

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:O引发剂HH2C C C NH 2CH 2CH nC ONH 2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H2 C C C NH2CH2 CH2 CONHH阴离子聚合反应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。
丙烯酰胺水溶液聚合为聚丙烯酰胺水溶液时,聚合热为 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%。
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(±)×104和(±)× 106 Lmol-1 s-1,与动力学链长成正比的 k p/ k t1/2 =±,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。
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。
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聚丙烯酰胺合成工艺王双成摘要:本文详细介绍了PAM〔以下简称PAM〕的常用合成工艺,简单介绍了PAM 的性质,重点介绍了PAM的溶液聚合,反相乳液聚合和反相微乳液聚合。
关键字:PAM 合成工艺溶液聚合反相乳液聚合1.简介1.1PAM合成历史人类最早使用PAM,是由Moureu等人在1893年首次制得的,我国那么是起源于上世纪的60年代初,在建成第一套PAM的工业装置。
[8]1995年,国PAM 生产企业有60一70家;20世纪后,我国PAM的年生产能力已经超过65万吨(折算成100%浓度)。
1.2PAM的用途1.2.1、水处理工业,作为絮凝剂和助凝剂在水处理方面,主要利用PAM中酰胺基可与许多物质亲和、吸附、形成氢键的特性。
高分子量PAM在被吸附的粒子间形成“桥联〞,生成絮团。
到达微粒沉降的目的。
依水质的不同,可应用非离子、阴离子、阳离子型等不同类的聚合物。
目前,我国用于水处理方面的絮凝剂80%是PAM产品。
随着水资源保护和环境意识的增强,PAM在工业水处理方面将拥有巨大的潜在市场。
据国外某公司预测,至21世纪初,我国50万人口以上的城市,用于水处理方面的PAM 将到达(6~8)×104t/a,该公司已针对水处理市场方案在中国建一套年产4×104t 的PAM装置。
[9]1.2.2石油行业,作为增稠剂,调剖堵水剂,稳定剂等。
随着油田生产年限的延长,原油产量呈下降趋势。
以油田为例,2001—2006年年均递减率达3%以上。
2006年原油产量为4338万t。
这期间,如果没有采用PAM驱油,其递减速度将更快。
油田是国第一家使用PAM提高石油采出率的油田.从1996年开场工业化应用注聚合物驱油技术。
截至2006年累计使用PAM65万t.累计为油田增产原油9000多万t。
2007年的PAM用量已超过10万t。
预计“十一五〞期间油田对PAM的需求将继续增加。
我国、胜利、辽河、华北、大港等油田均已进人生产后期.只有通过三次采油技术才能保证产量。
使所有的资源都能被利用。
此外,随着油田生产要求的提高.除驱油外其他用途的PAM的用量也将增加.因此预计未来几年油田生产对PAM需求的年增长速度在6%左右,2010年需求量将到达30万t。
[5]1.2.3、造纸行业。
阳离子PAM〔以下简称CPAM〕在造纸工业中有多种用途,按相对分子质量分类,较低的作为纸增强剂;中等的作为助留、助滤剂;高的作为絮凝剂。
作为增强剂时,它能改善印刷性能和视觉效果,原因是使用它后,纸的抗撕性和多孔性得到提高,纸的强度变好。
作为助留、助滤剂时,CPAM 可提高细小纤维或填料粒子的留率,因其电荷中和和架桥作用。
作为絮凝剂时,CPAM 通过吸附架桥和电中和的作用改善了其脱水性能,减少了纤维流失量,通过絮凝提高过滤和沉淀等回收设备的效率。
[1]2.PAM的合成工艺PAM及其衍生物都是通过丙烯酰胺〔以下简称AM〕的自由基聚合制成的均聚物或共浆物。
聚合方法按单体在介质中的分敬状态分类有:水溶液聚合法、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、沉淀聚合、反相悬浮聚合、固态聚合等。
2.1溶液聚合溶液聚合是PAM合成历史上最早使用并沿用至今的传统聚合方法,溶液聚合是将一定浓度单体丙烯酰胺或与其它的共聚单体〔如:丙烯酸钠、阳离子单体等〕溶于水中,变成均相的水溶液,然后参加引发剂诱导聚合,聚合产物经一段时间老化后,烘干、研磨粉碎处理后得到粉状的丙烯酰胺聚合物。
该方法操作比拟平安、合成工艺设备不复杂、投入本钱不高、对环境的污染较小;但是,缺乏有聚合热不易散发、产物分子量较低、固含量也不高、难于别离提纯、反响后处理较麻烦等。
引发体系的适中选择、反响条件的优化以及聚合工艺的改良等可以解决上述问题。
溶液聚合的合成工艺流程图见图一。
图一PAM溶液聚合工艺流程图阳离子聚丙烯酰胺的合成的流程详解如下:①配制溶液称取一定量的共聚单体〔丙烯酰胺和共聚单体〕、助剂、链转移剂和引发剂,溶于一定质量的去离子水中,配成均一的溶液。
②通氮脱除溶氧将配好的溶液转移至反响容器,通入高纯氮,调整减压阀开度,使排出的氮气泡连续均匀即可,通氮时间30 分钟,出去反响液中的溶解氧,防止引发剂失效。
③引发聚合将引发剂溶解,配成一定浓度的溶液,参加净化好的反响体系中。
④聚合反响参加引发剂后的体系聚合升温,待体系温度升至最高后,转入50℃恒温水浴中,稳定聚合5h,的聚合物胶体。
⑤造粒枯燥将上述聚合物胶体剪碎〔3~5mm 大小的颗粒〕,放入70℃的恒温鼓风枯燥箱,约5h。
⑥粉碎包装枯燥后的聚合物胶块,用高速万能粉碎机粉碎,筛分后装入试剂袋。
卢红霞[6]等采用和有机类化合物为复合引发体系,通过水溶液聚合法将甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵〔以下简称DMC〕、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵〔以下简称〕DAC、二甲基二烯丙基氯化铵〔以下简称DMDAAC〕分别和AM 合成CPAM,并对其絮凝性能进展了考察,结果说明在同等共聚条件的情况下,DAC 的絮凝性能优于DMC、DMDAAC;怀礼[7]等使用复合引发剂,通过水溶液聚合法合成了稳定可靠、分子量达1.2×107的阳离子聚丙烯酰胺〔CPAM〕,并且,国常用的絮凝剂产品,在污泥脱水效果和处理本钱没有其优越;胡瑞[10]以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵〔DMC〕和丙烯酰胺〔AM〕为单体,在复合引发体系下用水溶液共聚法,制备了对废水CODCr去除率达80%以上,对色度和浊度去除率为95%以上的阳离子CPAM 类絮凝剂。
2.2反相乳液聚合反相乳液聚合是指单体的水溶液借助油包水型(W/O)乳化剂分散在油的连续相介质中的聚合反响称为反相乳液聚合。
聚合体系主要由单体、有机相、引发剂和乳化剂组成。
反相乳液聚合的特点是在便于散热和低粘度介质中聚合的条件下,可以采用浓单体聚台。
反相乳液聚合时,乳液或乳胶的稳定性对聚合和产品都是十分重要的指标,也是该方法的难点。
解决此问题的关键是选择适当的乳化剂系统,因为乳化剂在乳胶粒的最外层构成吸附膜,通过吸附膜的阻隔或空间位障作用,可防止粒子粘并,以实现乳液的稳定。
反向乳液聚合中常根据乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)和聚能(CER)的大小来选择。
反向乳液聚合机理的研究说明,采用非离子型乳化剂,油溶性或水溶性引发剂,在脂肪烃或芳烃中进展聚合反响时,其反响场所都是在单体液滴中。
AM反向乳液聚合动力学研究说明,根据所用的溶剂、乳化荆、引发剂的种类以及量的不同,聚合速率对各因素的依赖关系也不同。
反相乳液聚合法生产的PAM胶乳与溶液聚合法生产的水溶胶和干粉相比,胶乳的溶解速度快,分子量商分布且窄,残留单体少,聚合反响中粘度小,易散热也易控制,但本法生产本钱高,技术也比拟复杂。
反相乳液聚合生产流程图见图二图二PAM乳液聚合生产流程图乳液聚合的详细工艺流程如下:①配乳化液取一定量的液体石蜡,参加一定量的乳化剂,按一定比例参加丙烯酰胺的去离子水溶液〔如果是接枝共聚[3],还要参加接枝物〕,然后向其中参加乳化剂,进展乳化;②通氮脱除溶氧向上述石蜡溶液入高纯氮,调整减压阀开度,使排出的氮气泡连续均匀即可,通氮时间30 分钟,出去反响液中的溶解氧,防止引发剂失效;③引发聚合向上述脱氮处理的乳化液中参加配好的一定浓度的引发剂溶液,引发聚合,恒温一定时间;④破乳向上述聚合完成的溶液中参加一定量的乙醇破乳,使其中的PAM脱离出来;⑤洗涤向脱离出来的PAM颗粒中参加丙酮洗涤;⑥枯燥将洗涤后的PAM颗粒通入枯燥箱中枯燥后即得PAM产品。
2007 年衍宁[11]等以玉米淀粉、AM、DMDAAC 为原料,通过反相乳液聚合制得改性淀粉阳离子多元共聚物,并将其用于制浆造纸中段废水的处理。
实验结果说明,在获得的优化条件下,多元共聚产物最优投加量为8mg/L 时,废水CODCr、SS、色度经处理后去除率各自可到达94.8%、97.1%、93%。
证明了通过阳离子改性,可得到较好的阳离子絮凝剂。
目前,这种制备方法已实现工业化生产,但国改性CPAM 阳离子形式较单一,存放时间短、残留单体毒性较大,应用受到一定限制。
2.3反相微乳液聚合反相微乳液聚合,在20 世纪八零年代初,由Candau 首次提出,它是在反相乳液聚合的根底上开展起来的一种各向同性、8~10nm 之间粒径的乳液颗粒、清澈透明或半透明、热力学稳定的胶体分散体系。
适宜的乳化体系是制备稳定微乳液的关键,可选用单一乳化剂体系,或者与多种乳化剂体系配合使用[12]。
反向微乳液聚合成的高分子量阳离子聚丙烯酰胺,具有固含量高、水溶性好、粒径小且均匀、反响速度更快、乳液体系高度稳定等优点。
素霞[14]等采用新复合引发体系,用反相微乳液聚合法获得相对分子量为1.44×107、具有线型、层状构造的聚丙烯酰胺;菊[4]等以丙烯酰胺为单体,同时参加硫酸钠,用反相乳液聚合法合成获得了速溶型高分子聚丙烯酰胺;滕大勇[13]等依据正交实验得出的最正确条件,通过反相微乳液聚合反响,制得了固含量为37%、相对分子质量达12.8×106的稳定速溶的聚丙烯酰胺微乳液。
反相微乳液聚合的合成工艺与反相乳液聚合合成工艺一样2.4沉淀聚合沉淀聚合是指溶剂对单体可溶,但对PAM是非溶剂。
因此,聚合开场时反响混合物是均相的,而在聚合反响过程中,PAM一旦生成就沉淀析出,使反响体系出现两相。
这种方法所得产物分子量低于水溶液聚合,但分子量分布窄。
且聚合体系粘度小,聚合热易散发,聚合物别离和枯燥都比拟容易。
2.5反相悬浮聚合反相悬浮聚合通常需要强烈的搅拌,使单体或单体混合物,变成细小的颗粒形式,悬浮于有机溶剂中进展聚合。
这种方法本钱不高,工业化实现容易,产物分子量可到达较高水平,但毒性较大。
2.6固态聚合AM可用辐射法引发进展固态聚合反响。
AM晶体在0一60℃用γ一射线连续照射,然后移去辐射源,可使之在较高的温度下进展聚合;在紫外线下也可聚合,聚合反响发生在晶体外表,因而其厚度便成为控制因素,聚合速率较γ一射线照射要低,所以聚合物是高度支化的。
但此法至今未工业化。
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