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聚丙烯酰胺是怎么生产的,聚合技术工艺有哪些?

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发表时间:2019-03-26 15:54

聚丙烯酰胺(PAM)生产是以丙烯酰胺水溶液为原料,在引发剂的作用下,进行聚合反应,在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经切割、造粒、干燥、粉碎,最终制得聚丙烯酰胺产品。核心工艺是聚合反应,在其后的处理过程中要注意机械降温、热降解和交联,从而保证聚丙烯酰胺的相对分子质量和水溶解性。

丙烯酰胺+水(引发剂/聚合)→聚丙烯酰胺胶块→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺产品


那么聚丙烯酰胺聚合技术有哪些呢?  

聚丙烯酰胺聚合技术早期的盘式聚合和捏合机聚合工艺已被淘汰,目前多采用锥形釜聚合工艺。

随着技术的发展,聚丙烯酰胺分子量可控、易溶水及残余单体少,使产品质量均一、稳定、便于使用和降低生产成本,这些共同点成为市场需求的追逐目标,也成为了聚丙烯酰胺生产技术发展的方向。


在工业上,通常根据不同的特点和需求采用水溶液聚合法反相乳液聚合法反相悬浮聚合法固态聚合法以获得各种类型的产品。

1、水溶液聚合法

均相水溶液聚合是絮凝剂   PAM生产历史最久的方法,它采用水溶性无机过氧化物类及氧化—还原引发体系或水溶性偶氮类引发剂,不必回收溶剂,产品可直接使用。由于以水为溶剂,体系杂质少,且单体向水溶剂的链转移常数极小,因此,该法具有产品纯度好、分子量高的特点。

2、分散相聚合法

用分散相聚合法制备聚丙烯酰胺又可分为反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、悬浮聚合法、沉淀聚合法 4 种。

(1)反相乳液聚合法      是将单体的水溶液借助油包水型 (W/O) 乳化剂分散在油的连续介质中,引发聚合后,所得产品是被水溶胀者的亚微观聚合物粒子(100nm~1000nm)在油中的胶体分散体,即W/O 型胶乳。

(2)反相微乳液聚合法        近年来,在反相乳液聚合理论与技术的基础上又出现了反相微乳液聚合法,目前已有 AM 及 AM 与其他单体共聚的反相微乳液聚合报道。所谓微乳液通常是指一种各向同性,清亮透明,粒径在 8nm~80nm的热力学稳定的胶体分散体系,通过各种方法制造的水溶性聚合物微胶乳,具有粒子均一、稳定性好等特点。

(3)反相悬浮聚合法      丙烯酰胺水溶液在分散稳定剂存在下,可分散在惰性有机介质中进行悬浮聚合,产品粒径一般在1.0um~500um。而产品粒径在0.1nm~1.0nm时,则称为柱状聚合。在悬浮聚合中,丙烯酰胺水溶液在Span-60 ,无机氨化物、脂肪酸钠或醋酸纤维素等分散稳定剂存在下,在汽油、二甲苯、四氯乙烯中形成稳定的悬浮液,引发后聚合。

(4)沉淀聚合法    这种丙烯酰胺聚合是在有机溶剂或水和有机混合溶液中进行。这些介质对单体是溶剂,对聚合物聚丙烯酰胺是非溶剂。因此,聚合开始时反应混合物是均相的,而在聚合反应过程中,絮凝剂PAM 一旦生成就沉淀析出,使反应体系出现两相。因此聚合是在非均相体系中进行,称为沉淀聚合。

3、固态聚合法(又称辐射法)

丙烯酰胺(AM) 可用辐射法引发进行固态聚合反应。丙烯酰胺晶体 0~60 ℃用γ射线连续照射,然后移去辐射源,可使之在较高的温度下进行聚合;在紫外线下也可聚合。聚合反应发生在晶体表面,因而其厚度便成为控制因素,聚合速率较  γ射线照射要低,所以聚合物是高度支化的,且分子量低。另外,在温度上升时,聚合物可能出现转变,而且此种方法本身又十分不易散热,且所得到产品分子量分布很宽,故目前还没有进行大规模工业生产,仅停留在实验室研究阶段。


(以上资料整理自互联网,仅供参考)

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