• 水溶液聚合方法

丙烯酰胺水溶液聚合法是工業(yè)生產(chǎn)中采用的主要方法。配方中單體溶液須經(jīng)離子交換提純。反成介質(zhì)水應(yīng)為去離子水，引發(fā)劑多采用過硫酸鹽與亞硫酸鹽組成的氣化一還原引發(fā)劑體系，以降低反應(yīng)引發(fā)溫度。此外需加鏈轉(zhuǎn)移劑，常用的為異丙醇。為了消除寸能存在的金屬離子的影響，必要時加人螯合劑乙二胺四乙酸。為了易于控制反應(yīng)溫度，單體濃度通常低于25%。

由于丙烯酰胺聚合反應(yīng)熱高達(dá)81聚合熱必須及時導(dǎo)出，如果單體濃度為259即使在101引發(fā)聚合，如果聚合熱不導(dǎo)出，則溶液溫度會自動上升到10℃，將生成大量不溶物。因此導(dǎo)熱問題成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題之一。

生產(chǎn)低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時可在釜式反應(yīng)器屮間歇操作或多釜串聯(lián)連續(xù)生產(chǎn)，夾套冷卻保持反應(yīng)溫度為20-25℃，轉(zhuǎn)化韋達(dá)95-999。生產(chǎn)髙相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時，由于產(chǎn)品為凍膠狀，不能進(jìn)行攪拌，為了及時導(dǎo)出反應(yīng)熱，工業(yè)上采用在反應(yīng)釜中將配方中的物料混 合均勻后，立即送人聚乙烯小袋中，將裝有反位物料的聚乙烯裝貫水槽中進(jìn)行冷卻反應(yīng)。須注意的是山于空氣中的氧有明顯的附聚作用，配制與加料必須在^中進(jìn)行。使用過硫酸鹽一亞硫酸鹽引發(fā)劑體系時，通常引發(fā)開始溫度為40℃，如果要求生產(chǎn)超高相對分子質(zhì)罱產(chǎn)品時引發(fā)溫度應(yīng)低于20℃。

由于單體不揮發(fā)，反應(yīng)后不能除去，所以未反應(yīng)單體將殘存于聚丙烯酰胺中，延長反應(yīng)時間，提高反應(yīng)溫度雖可降低殘余單體量，佴生產(chǎn)能力降低而且不溶物含量會增加。為了降低殘余單體量有的工廠采川復(fù)合引發(fā)體系，由氧化一還原引發(fā)劑與水溶性偶氮引發(fā)劑組成。 低溫條件下由氧化一還原引發(fā)劑發(fā)揮作用，后期當(dāng)反應(yīng)物料溫度升高后，使偶氮引發(fā)劑分解進(jìn)一步發(fā)揮作用，此法生產(chǎn)的聚內(nèi)烯酰胺殘余單體玷可低至(氣相色譜法測定水溶性偶氮引發(fā)劑為4，4-偶氮雙-4-氰基戊酸、2，2′-偶氮雙-4-中基丁腈硫酸鈉及2， 21 -偶氮雙脒基戊烷二鹽酸鹽等。

測定殘存丙烯酰胺的方法工業(yè)卜4要用溴化法，但其靈敏度較差，對于極微量單體可用火焰離子譜或高效液相色譜進(jìn)行測定。

為了生產(chǎn)含有少量羧基的聚丙烯酰胺，可在聚合配方中加入適量碳酸鈉，使少量的酰胺基團(tuán)水解為 羧基，減少生成不溶物。

按上述方法合成的聚丙烯酰胺為高黏度流體或凝膠狀不流動物，可以直接作為商品，供應(yīng)地距生產(chǎn)工廠較近的使用單體，長途運輸時，則應(yīng)時行干燥，生產(chǎn)粉狀固體，膠體物進(jìn)行干燥方法可用捏和干燥法，但此法能耗大，并且產(chǎn)品降解嚴(yán)重，生產(chǎn)規(guī)模較小時可采用擠出機造粒后烘房內(nèi)烘干的方法，再經(jīng)粉碎得粉狀產(chǎn)品，產(chǎn)量大而且較先進(jìn)的方法是經(jīng)擠出機造粒后，關(guān)入轉(zhuǎn)鼓式干燥器，干燥后粉碎得粉狀商品。

• 反相乳液聚合法

丙烯酰胺單體配制成濃度為30％～60％的水溶液作為分散相，其中加有少量的二乙胺四乙酸和Na2SO4以及氧化－還原引發(fā)劑和適量水溶性表面活性劑，其HLB值應(yīng)較低。用芳烴或飽和脂肪烴作為連續(xù)相，其中加有油溶性表面活性劑，其HLB值應(yīng)較高，如脫水山梨醇油酸酯。Na2SO4具有防止膠乳粒子粘結(jié)的作用。分散相與連續(xù)相的比例通常為3:7。聚合所得分散相膠乳粒子直徑為0.1~10μm，與表面活性劑用量有關(guān)。反應(yīng)溫度一般為40 oC，6 h轉(zhuǎn)化率可達(dá)98％。此法的優(yōu)點是反應(yīng)熱易導(dǎo)出，物料體系粘度低，便于操作，產(chǎn)品可不經(jīng)干燥直接應(yīng)用。缺點是使用有機溶劑，易燃、有效生產(chǎn)能力低于溶液聚合法。

• 懸浮聚合

單體水溶液以小液珠懸浮在有機溶劑中進(jìn)行的聚合反應(yīng)叫做懸浮聚合，也叫珠狀聚合。懸浮聚合體主要由單體、引發(fā)劑、有機溶液和懸浮劑4部分組成。引發(fā)劑溶解于單體水溶液中。分散劑又稱懸浮劑，它的作用是使單體水溶液在攪拌作用下分散成小液珠懸浮在有機溶劑中，以防止聚合的粒子在聚合過程中互相黏結(jié)。產(chǎn)品粒徑一般在100-2000μm。

與乳液聚合不同的是，單體溶液的分散度較低，一般是以珠狀粒子懸浮在有機相中。因此，采用的有機載體是大比重的溶劑如二甲苯、甲氯乙烯等。分散劑一般不用活性高的乳化劑；攪拌強度也較乳液聚合時?。粦腋【酆系玫降漠a(chǎn)品呈顆粒狀，使用方便。

在懸浮聚合液中，AM水溶液在Span60、無機氨化物、C12-C18脂肪酸鈉或乙酸丁酸纖維等懸浮劑存在下，在汽油、二甲苯、甲氯乙烯中形成穩(wěn)定的懸浮液，引發(fā)聚合。懸浮聚合結(jié)束后，經(jīng)共沸脫水、分離、干燥，得到珠狀或粉狀產(chǎn)品。聚合過程中添加無機鹽NACL、NaNO3或Na2NO3可調(diào)節(jié)體系的表面張力，增加懸浮穩(wěn)定性，而對聚合過程影響不大。但加入少量一元、二元或多元羧酸鹽，則通常可使產(chǎn)物相對分子質(zhì)量增大，聚合速率下降。

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