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聚丙烯酰胺产品的制备工艺

发布时间：21-05-12 浏览次

聚丙烯酰胺产品的制备工艺

均相水溶液聚合法均相水溶液聚合法是把单体丙烯酰胺和引发剂溶解在水中进行的聚合反应，常用的引发剂有过氧化物和偶氮化物。水溶液聚合法是聚丙烯酰胺工业生产早采用的聚合方法，由于操作简单容易，聚合物产率高，易获得高分子量聚合物，以及对环境污染少，一直是聚丙烯酰胺生产的主要方法。
①水溶液聚合胶体聚丙烯酰胺生产工艺生产聚丙烯酰胺水溶液胶体的低浓度（8%～12%），或中浓度（20%～35%）聚合工艺过程是：离子交换精制丙烯酰胺单体水溶液，调节溶液温度至20～50℃，吹N2气20min以去除溶液中氧。加入过ls钾-亚ls氢钠引发剂溶液，引发聚合4～8h，得到聚丙烯酰胺水溶液胶体产品。
②水溶液聚合粉状聚丙烯酰胺生产工艺水溶液聚合粉状聚丙烯酰胺生产工艺按单体浓度可分低浓度和高浓度聚合。
低浓度（约10%）水溶液聚合粉状聚丙烯酰胺生产工艺是，将约10%的AM聚合得到的呈流涎到蒸汽加热的转鼓上形成薄片，随着装鼓慢慢转动，PAM被加热干燥。干的PAM从滚筒上刮下后，经粉碎得到粉状产品。
中浓度（20%～30%）水溶液合粉状聚丙烯酰胺生产工艺过程由中浓度（20%～30%）AM水溶液聚合、造粒、干燥三部分组成。该聚合工艺又有片状（传送带）聚合和大块（聚合釜）聚合之分。
a.片状聚合工艺浓度（含量）20%～30%的AM在绝热聚合时放出的热量可使体系温度长高60～90℃。由于PAM粘度很大，即使在聚合反应初期也难进行有效的机械搅拌，因此丙烯酰胺（AM）水溶液可以涂覆在凹型钢板或传输钢带上进行薄层聚合。带速控制在当聚合物达到终点时聚合完成。在原反应溶液中加进表面活性剂、异丙醇或甘油，或是在钢带上被覆含氟的高分子膜，就能保证聚合物不沾载体。这就使聚合反应有可能在高单体浓度（20%～45%）和较宽的温度范围内完成。丙烯酰胺聚合物从钢带上取下后，进行破碎，干燥和包装。
b.大块聚合工艺聚合物与环境不发生交换的聚合过程称绝热聚合。浓度（含量）20%～35%的AM水溶液，在存在氧化还原体系条件下于5～20℃的温度下引发。在此聚合过程中反应块的聚合温度可以达到甚至超过100℃，聚合物将保持这个温度达20h。聚合物凝胶用螺旋挤出机破碎，然后干燥。在破碎和干过程中，向聚合物加进防粘剂和结构稳定剂。将高分子凝胶破碎成0.2～5mm大小的颗粒，若在颗粒表面涂覆用水稍加浸湿的物料，就可制得易于贮存不会粘黏的聚合物凝胶，而不需要干燥。
（2）分散相聚合法 AM分散相聚合工艺主要有反相乳液聚合和悬浮乳液聚合法，它瘊是在机械搅拌或剧烈震荡下用乳化剂或悬浮剂使单体分散在介质中进行的聚合反应。由于丙烯酰胺与一般乙烯基单体不同，溶于水而不溶于油相，故采用一种油包水的分散相聚合。与水溶液聚合不同之处是水溶性反应物分散在有机载体内。可用的有机载体有二甲苯、四氯乙烯、煤油、柴油等。该工艺的特点是可将单体浓度提高到30%～50%或更高，可以生产高分子量产品。
a.反相乳液聚合将单体的水溶液借助油包水型9W/O）乳化剂分散在油的连续相介质中的聚合反应称为反相乳液聚合。反相乳液聚合体系的主要组分是单体、有机相、引发剂和乳化剂。其优点是在便于散热和在低黏度介质中聚合的条件下，可以采用浓单体溶液聚合。此外，反相乳液聚合能在高聚合速率、高转化率下，生产出高分子量的水溶性产品。
将丙烯酰胺水溶液在搅拌下加到含乳化剂的脂烃中进行乳化，然后加入可溶于油或水的自由基引发剂，在一定温度下进行聚合，聚合完毕加入添加剂以减少残余单体含量，再经脱水、脱油和转相，可得固含量为30%～50%的产品。典型胶乳产品含35%聚合物，30%水和5%乳化剂及助剂。
b.反相微乳液聚合近年来，在反相乳液聚合的基础上又出现了反相微乳液聚合法。用表面活性剂（例如碱金属脂肪S盐）稳定微乳液而使得丙烯酰胺聚合，可以制得热力学稳定、光学上透明的水溶性聚合物微胶乳，其粒径大小为0.005～0.01um，且分布均匀，分子量为106～107，具有良好的流变学性质。
C．悬浮聚合单体水溶液以小液珠悬浮在有机溶剂中进行的聚合反应叫做悬浮聚合，也叫珠状聚合。悬浮聚合主要由单体、引发剂、有机溶剂和悬浮剂四部分组成。
在悬浮聚合液中，AM水溶液在Span60、无机氨化物、C12～C18脂肪S钠或乙S丁纤维等悬浮剂（分散稳定剂）存在下，在汽油、二甲苯、四氯乙烯中形成稳定的悬浮液，引发聚合。悬浮聚合结束后，经共沸脱水、分离、干燥，得到珠状或粉状产品。悬浮聚合得到的产品呈颗粒状，使用方便。

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