丙烯酰胺类聚合物具有优异的增稠、絮凝、吸湿特性,是水溶性聚合物中重要的品种之一。本文从水溶液聚合、分散聚合、反相悬浮聚合、反相微乳液聚合、胶束共聚合、双水相聚合、模板聚合、超临界C02中聚合、离子液体中聚合和活性,可控自由基聚合等方面对丙烯酰胺类聚合物的合成方法研究作了全面的总结,同时简要评述了各种合成方法的特点,认为反相微乳液聚合、离子液体中聚合及活性,可控自由基聚合等方法具备独特的优势,并对丙烯酰胺类聚合物今后的发展前景作出了预测。
丙烯酰胺类聚合物是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。丙烯酰胺类聚合物是一类具有特殊功能的线形水溶性聚合物,已广泛应用于钻井驱油、水处理、造纸、纺织印染、冶金、土壤改良等诸多领域。分子量大小在很大程度上决定着产品的用途及功能,高分子量的聚丙烯酰胺(10~10)对许多固体表面和溶解物质有着良好的粘附力,因而应用于增稠、絮凝、阻垢、采油及生物医学材料等领域;中等分子量的可用作造纸行业的纸张干燥剂;低分子量的则用作油墨分散剂。目前,超高分子量聚丙烯酰胺应用于三次采油时,可有效地提高原油采收率(EOR),这已成为国内外许多油田保持高产稳产的重大技术措施之一。目前,国内外在丙烯酰胺功能性单体、合成方法、引发方式等方面研究较多,本文详细综述了近年来丙烯酰胺类聚合物合成上的一些进展。
水溶液聚合
水溶液聚合口是聚丙烯酰胺(PAM)生产历史最久的方法,该方法既安全又经济合理,是聚丙烯酰胺的主要生产技术。但水溶液聚合的产物固含量仅在8%~25%,且容易发生酰亚胺化反应,生成凝胶,产物的相对分子质量较小,在制成千粉过程中,高温烘干和剪切作用又易使高分子链降解和交联,使粉剂产品的溶解性、絮凝性等变差。为解决这些问题,研究人员对水溶液聚合进行了不断深入地研究,诸如引发剂体系、介质pH值、添加剂种类及用量、溶剂和聚合温度等对聚合反应特性及产品性能的影响等 ,开发出了过渡金属化合物引发体系的水溶液聚合、双官能度引发体系的水溶液聚合、辐射聚合、沉淀聚合、等离子体引发的水溶液聚合等。
程杰成等经分子设计合成出一种双官能度引发剂,用于AM聚合,得到分子量2600万左右的超高相对分子质量的PAM。据国外文献报道 ,以等离子体技术聚合的聚丙烯酰胺不但相对分子质量高(>1000万),且无交联,得到的是高纯线型聚合物;国内的张卫华等 通过研究放电时间、放电功率、单体的初始浓度及溶液pH值等对聚合反应的影响,制备了一系列高聚物,并且研究了等离子体引发丙烯酰胺水溶液聚合工业化的可行性。
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