聚丙烯酰胺是如何制造的?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-12-10分類:橡膠制品瀏覽:260
一、聚丙烯酰胺是如何制造的?
聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法
聚丙烯酰胺是一種線性的有機高分子聚合物,同時也是一種高分子水處理絮凝劑,可以吸附水中的懸浮顆粒,在顆粒之間起鏈接架橋作用,使細顆粒形成比較大的絮團,并且加快了沉淀的速度。按離子特性分可分為陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、兩性離子聚丙烯酰胺四種類型。其中陰離子和陽離子的使用較為普遍。那么聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法有哪些呢?下面為大家講解一下。
聚丙烯酰胺的生產(chǎn)方法主要有水溶液聚合法、反相乳液聚合法和輻射引發(fā)法。
一、水溶液聚合法
是生產(chǎn)聚丙烯酰胺的傳統(tǒng)方法。采用該法可以生產(chǎn)聚丙烯酰胺膠體和粉狀產(chǎn)品。一般聚丙烯酰胺膠體是采用8%-10%丙烯酰胺水溶液在引發(fā)劑作用下直接聚合而得;聚丙烯酰胺干粉則多用25%-30%丙烯酰胺溶液進行聚合,聚合后得到的聚丙烯酰胺膠體經(jīng)造粒、捏合、干燥、粉碎后制得產(chǎn)品。其中的聚合反應(yīng)是關(guān)鍵工序。該法具有生產(chǎn)安全、工藝設(shè)備簡單以及生產(chǎn)成本較低等特點,是目前國內(nèi)外生產(chǎn)聚丙烯酰胺普遍采用的方法。中國采用該法生產(chǎn)聚丙烯酰胺最早采用手工作坊式的盤式聚合,后來采用捏合機。20世界80年代后期開發(fā)了錐形釜聚合工藝,由核工業(yè)部五部所在江都化工廠試車成功。20世紀90年代從國外引進的聚合技術(shù),類似于國內(nèi)的技術(shù),只是反應(yīng)釜可以旋轉(zhuǎn),聚合釜的容積也較大。
二、反相乳液聚合法
是指水溶性的丙烯酰胺借助表面活性劑(多采用非離子型表面活性劑)的作用使丙烯酰胺單體分散在油相中形成乳化體系,在引發(fā)劑作用下進行乳液聚合,形成穩(wěn)定的高分子量速溶的聚丙烯酰胺膠乳產(chǎn)品,經(jīng)共沸蒸餾脫水后得到粉狀聚丙烯酰胺。由于聚合反應(yīng)是在分散于油相中的丙烯酰胺微粒中進行,因而在聚合過程中放出的熱量散發(fā)均勻、反應(yīng)體系平穩(wěn)、易控制、適合于制備高分子量且分子量分布窄的聚丙烯酰胺乳膠或干粉型產(chǎn)品。
三、輻射引發(fā)法
是丙烯酰胺單體在紫外線下引發(fā)直接聚合得到固體聚丙烯酰胺產(chǎn)品。該法生產(chǎn)工藝簡單,但設(shè)備投資大,且所得到產(chǎn)品分子量分布很寬,故目前還沒有進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
二、聚乙烯醇與丙烯酰胺制作膠水,要加入什么東西才能制作出粘性高的膠水?
配方(按生產(chǎn)1噸濃縮膠水算)(可以稀釋成4噸普通膠水)
聚乙烯醇 32公斤(24-40公斤)
丙烯酰胺 32公斤(28-40公斤)
過硫酸銨 50-100克
亞硫酸氫鈉 50-100克
生產(chǎn)工藝:
(1).向1噸反應(yīng)釜中加入300-500公斤水和32公斤聚乙烯醇,加熱到95度左右,保溫半小時左右,使其徹底完全溶解。
(2).用水將丙烯酰胺、膠水添加劑分別溶解,邊攪拌邊加入反應(yīng)釜內(nèi),把剩余的水也加入反應(yīng)釜內(nèi),攪拌均勻。
(3).調(diào)整反應(yīng)釜內(nèi)溫度使其達到60度左右,用少量水分別在兩個容器中溶解過硫酸銨和亞硫酸氫鈉,先把過硫酸銨倒入反應(yīng)釜內(nèi)攪拌均勻,5分鐘后加入亞硫酸氫鈉,攪拌均勻,停下機器靜置反應(yīng)4小時以上,當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)混合溶液變成濃稠即可。此即是濃縮膠水。
三、如何加快丙烯酰胺聚合反應(yīng)
水溶液聚合是聚丙烯酰胺(PAM)生產(chǎn)歷史最久的方法,該方法既安全又經(jīng)濟合理,是聚丙烯酰胺的主要生產(chǎn)技術(shù)。但水溶液聚合的產(chǎn)物固含量僅在8%~25%,且容易發(fā)生酰亞胺化反應(yīng),生成凝膠,產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量較小,在制成千粉過程中,高溫烘干和剪切作用又易使高分子鏈降解和交聯(lián),使粉劑產(chǎn)品的溶解性、絮凝性等變差。為解決這些問題,對水溶液聚合進行了不斷深入地研究,諸如引發(fā)劑體系、介質(zhì)pH值、添加劑種類及用量、溶劑和聚合溫度等對聚合反應(yīng)特性及產(chǎn)品性能的影響等,開發(fā)出了過渡金屬化合物引發(fā)體系的水溶液聚合、雙官能度引發(fā)體系的水溶液聚合、輻射聚合、沉淀聚合、等離子體引發(fā)的水溶液聚合等。
經(jīng)分子設(shè)計合成出一種雙官能度引發(fā)劑,用于AM聚合,得到分子量2600萬左右的超高 相對分子質(zhì)量的PAM。據(jù)國外文獻報道,以等離子體技術(shù)聚合的聚丙烯酰胺不但相對分子質(zhì)量高(>1000萬),且無交聯(lián),得到的是高純線型聚合物;國內(nèi)的張衛(wèi)華等。通過研究放電時間、放電功率、單體的初始濃度及溶液pH值等對聚合反應(yīng)的影響,制備了一系列高聚物,并且研究了等離子體引發(fā)丙烯酰胺水,溶液聚合工業(yè)化的可行性。
分散聚合
分散聚合最初是由英國ICI公司在20世紀70年代提出來的一種新聚合方法,與其它聚合方法相比,分散聚合法生產(chǎn)工藝簡單,能合理地解決散熱問題,可適用于各種單體,且能制備不同粒徑的單分散性聚合物微球,AM的分散聚合研究始于20世紀90年代末,一般采用低碳醇/水混合物和鹽水溶液兩種體系。
采用泡沫體系分散聚合法,用丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(DAC)、丙烯酰胺(AM)、丙 烯酸鈉、丙烯酸(AA)制備了相對分子質(zhì)量小且溶解性好的兩性聚丙烯酰胺(P(DAC―AM.AA))。段明等采用分散聚合法制備了聚丙烯酰胺水分散體,并考察了各種因素對聚合的影響。結(jié)果表明,分散介質(zhì)類型和分散劑種類是影響PAM水分散體穩(wěn)定性的主要因素,選擇乙醇.
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