低分子量聚丙烯酰胺的可控合成与应用
1.低分子量和超低分子量的聚丙烯酰胺国内研究报道较少。综合资料分析,由于丙烯酰胺单体反映活性高、反映热效应大,常规方法(如水溶液聚合)常常引起交联,合成低分子量聚丙烯酰胺较为困难,有报道采用沉淀聚合的方法,合成了低分子量聚丙烯酰胺,但需用大量的有机溶剂,不利于安全生产,且工艺过程比较复杂,工业生产不易实施。目前,尚未见工业化生产的报道。
1989年,张凤莲等人应用沉淀聚合的方法合成了不同分子量的聚丙烯酰胺;2000年,华北工学院的王久芬。蔡凯勇、李得水采用丙酮为溶剂,以BPO-N,N 二甲基苯胺为氧化还原引发剂,在12%-30%单体浓度下,合成的聚丙烯酰胺分子量为(60-90)×10;2002年,福建师范大学高分子研究所的王春燕、吴宗华报道了采用乙醇和丙酮作为溶剂,以AIBN为引发剂,通过调整乙醇和丙酮的质量比,合成了低分子量聚丙烯酰胺,在单体溶度分别为5%和30%时,合成的聚丙烯酰胺分子量最低分为2×10和9.3×10.
关于水溶液聚合低分子量聚丙烯酰胺,2002年,西南石油学院化学工程系李福生、胡星棋研究组发表相关综述报道,合成的分子量最低为7×10,但未见具体资料;1992年,宁波化工研究院等人用过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,在20%单体浓度下,采用水溶液局核发合成的聚丙烯酰胺分子量为(23-40)×10,并用Hoffman重排反映制得了一种含有氨基甲酰基的水溶性阳离子聚丙烯酰胺,用于纸张增强;2001年,南通职业大学化学工程系的穆志坚采用过硫酸钾-氮三丙酰胺为引发体系,在单体浓度为10%、PH=8、温度为60摄氏度条件下,合成了分子两为62×10的聚丙烯酰胺;2003-2005年,河南省精细化工重点实验室以低分子醇类为移热溶剂、甲酸钠为链转移剂,在30%-40%单体浓度下,采用含有机溶剂的水溶液聚合法合成了低分子量聚丙烯酰胺,分子量为(2.0-12)×10,产品已经经过100升中试和1000升工业放大。
2.项目应用
低分子量聚丙烯酰胺在如下方面都有其重要的用途:
(1)建筑、建材业
用做墙板(纸)、石棉制品的胶黏剂;水泥添加剂,加有PAM的填缝水泥在很宽的温度和相对湿度范围内呈现出极好的结合和粘着性。据石板材的冷却剂。
(2)造纸工业
聚丙烯酰胺在造纸领域中广泛用作驻留即、助滤剂、均度剂,能够提高纸张的质量。其应用效果取决于平均分子量、离子强度与其他共聚物的活性。非离子聚丙烯酰胺主要用于提高纸浆滤性,增加干纸强度,提高纤维及填料的留着率;阴离子型共聚物主要用作纸张的干湿增强剂和驻留剂;阳离子型共聚物主要用于造纸废水处理和助滤作用。
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