速溶高分子量聚丙烯酰胺合成参数的确定
摘要:采用新型复合催化体系,以经过一次浓缩结晶和一次丙酮重结晶的丙烯酰胺(AM)为单体,合成速溶高分子量聚丙烯酰胺(PAM)。考察了影响合成该产物的因素,确定了最佳工艺条件
1.前言
聚丙烯酰胺是一种线性高分子聚合物,产物主要分干粉和胶体两种,按其分子量可分为低分子量、中分子量和高分子量三类。聚丙烯酰胺系列产品按其结构又可分为非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺,阴离子型多为聚丙烯酰胺的水解体。
聚丙烯酰胺具有优良的物理性能(增稠、絮凝、降阻等),由于其分子的主链上带有大量酰胺基,化学活性很高,可以改制许多聚丙烯酰胺的衍生物,因此聚丙烯酰胺及其系列产品已广泛应用于造纸、选矿、采油、冶金、建材、食品加工、污水处理及饮用水处理等行业。为了提高溶解性和分子量,国内外许多学者通过改变聚合方法和引发体系做了大量的工作,并取得了重大的突破,而且有许多专利与文章发表。本文采用由过硫酸铵,脲(尿素)和氨组成的复合催化剂,通过对聚合条件的优化,合成了速溶高分子量的聚丙烯酰胺。
2.实验部分
2.1主要原料及仪器设备
丙烯酰胺(AM)经过一次浓缩结晶和一次丙酮重结晶;过硫酸钾;脲(尿素);氨水;异丙醇;ED-TA-2Na络合剂;OHCOC分散剂。
HH·S112型恒温水浴箱、直径为33mm长70mm内壁镀有机硅膜的玻璃安瓶、温度计(100摄氏度)、移液管(1mL、2mL、5mL、10mL)。
2.2实验方法:
将待聚合溶液25g装入安瓶中,充氮气10min后封口,立即放入规定温度的水浴中聚合、反应后取出用冷水冷却,取样溶解后备用。
3.聚合工艺参数的确定
合成速溶高分子量的聚丙烯酰胺、其相对分子量高与溶解性好往往是矛盾的,若二者兼顾,需确定合适的工艺的参数,实验证明在聚合反应中影响聚丙烯酰胺分子的主要因素为:
(1)复合催化体系各组分的用量
(2)AM单体浓度
(3)链转移剂的用量
(4)聚合体系的PH值
(5)分散剂的用量
(6)络合剂的用量及引发温度
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