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宇升聚丙烯酰胺净化水源造福人类
 聚丙烯酰胺
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 超高分子量聚丙烯酰胺
 液体聚丙烯酰胺
 
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聚丙烯酰胺物性及分析方法
疏水改性聚丙烯酰胺化学结构表征
疏水缔合聚丙烯酰胺水溶液的流变特性
HM聚丙烯酰胺水溶液的流变行为表现特点
聚丙烯酰胺离子度的影响
温度对聚丙烯酰胺的影响
聚丙烯酰胺中盐浓度对水处理的影响
 
 

粉末聚丙烯酰胺水溶液聚合和化学聚合的制备方法

 

  聚丙烯酰胺是一种高效的高分子絮凝剂。近年,已用于石油开采增加注入水的粘度,避免击穿油层,可提高采油率,加于钻井泥浆中,调节稠度、控制泥浆沉降,减少卡钻事故提高钻井速度,效果特别引人注目。目前, 国外在废水处理中也广泛用作絮凝剂, 它比习用的无机絮凝荆,如明矾、氯化铁等的用量少。(为后者的1/30一12200),碱且絮凝效果好。此外,之还可作增稠剂、减阻剂、纸和纤维加工剂、土壤改良剂等,在采选矿、给排水、化工、水利、纺织、冶金、食品和环境保护方面有着日益广泛的用途。

  众所周知, 废水中悬浮物是由胶体或微粒物质组成的,它不可能用机械方法加以除去,而须添加絮凝剂,使分散粒子结合在一起形成大的团粒,沉降或悬浮而加以除去。无机物的悬浮粒一子一般使用阴离子型絮凝剂,有机物则使用阳离一子型絮凝剂,而非离子型的絮凝剂则与悬浮物无关。在一般情况下,絮凝刘分子高,其絮凝效果越好目前,国外生产的聚丙烯酞胶有两种产品:一种是胶状产钻,固体含量5一10%,另一种是粉末状或颗粒状产品,这是最近才发展起来的。

  按聚丙烯酰胺在水中的电离状态分类,它的均聚物为非离子型的,其部分水解物或丙烯酞胺与不饱和酸(如丙烯酸)共聚物为阴离子型的,聚丙烯酰胺还可改性为阳离子型。

  絮凝中最理想的是水溶性高聚合度的阳离子絮凝刊。不过前使用最多的还是阴离子型絮凝剂,而且市售阳离一子型的只有稀水溶液,人们急待得到粉末产品;制备无毒性的絮凝剂,以扩大在食品工业中的应用;制备分子量500以上的聚丙烯酰胺以及丙烯酰胺一丙烯酸共聚物阴离子型絮凝剂等, 这些都是今后合成高分子絮凝剂发展中的新课题。
粉末聚丙烯酰胺的制备
  液体聚丙烯酰胺使用时,按用途配制成适当浓度,市售产品一般是5一20%的水溶液,但从运输成本和贮藏稳定性等方面考虑,很希望制成粉末状产品,从溶解性考虑,也希望制成粉末或颗粒状产品,这是实用中的重要课题之一。
丙烯酰胺单体的聚合有水溶液聚合,有机溶液聚合, 乳液系和悬浮聚合以及固相聚合。
水溶液聚合这是最常用的方法,其中可分辐射聚合法和化学聚合法两类
辐射聚合法:
  从六十年代开始,各国就丙烯酰胺的水溶液辐射聚合进行了种种研究,认为聚合中形成交联不溶产物是由于氢离子的作用,从而提出了在氨或碱介质中的丙烯酰胺浓溶液的辐射聚合,所得产物分子量高,而且由于部分水解物的存在,性能亦好。有报道丙烯酰胺浓水溶液在氮和碳酸钱中的辐射聚合,可制得分子量1000万的水溶性聚合物。辐射聚合可以使用丙烯酰胺的浓水溶液(<95%丙烯陈胺),所得聚合物具有高的分于量(10)和絮凝性能。

  化学聚合法:丙烯酰胺水溶液的化学莱合,习常使用自由基形式的聚合催化,如过氧化苯甲酞夕偶氧二异丁睛等,以及适当量的过硫酸钾,过硫酸钱,过城化氢等。而且这些聚合催化刘也可与二价或四价硫的衍生物,如亚硫酸氢钠,亚硫酸钠,硫酸、硫酸亚铁等,组成氧化一还原催化剂体系,并在酸性和碱性介质中进行聚合。化学聚合的最大缺点单体浓度低,一般只能使用20%以卜的丙烯酚胺水溶液,生成物为粘稠的水溶液。因为再提高单体浓度,一方面搅拌困难,同时聚合热不易导出,以致聚合不均匀。

  此外发热显著时,也易发生亚胺化,交联等付反应,从而不能得水溶性聚合物。当然改变适当条件,浓度变稀或添加聚合度调节剂等等,分子量可以自由调节。在丙烯酰胺水溶液中,加入较多量的硫酸钠,以提高聚合物中聚丙烯酰胺的含量。

  用磷酸钠加硼酸钠缓冲剂来调节pH=9一12,比氢氧化钠好,而且该级冲剂在聚合物干燥时有保护质的作用 。丙烯酞胺在氨水溶液中,用氢氧化钠调节pH=13,可制得高分子的聚丙烯酞胺。在丙烯酞胺一丙烯酸共聚时,加入10%氯化钠或硫酸钠可以提高聚合速度和分子量。资料报道,在丙烯酰胺水溶液中,加入一定量的帆基三丙烯胺,在pH=2.5一5时进行聚合,以减少胺的链转移活性,可制得高分子量的聚丙烯酰胺不管是辐射法还是化学法,最终水榕液聚合所得产物, 均是固体含量不等的胶状物。为了进一步制得粉末状的产物,必须进行分离、干操和粉碎。关于聚合物的分离, 实验室常用的是在聚合物溶液中加入甲醉,丙酮的沉淀分离法,此法除去残留单体。不过需要大量的沉淀剂,不经济。

  当聚合物溶液的粘度高时,沉淀是大块的絮凝体,这样过滤,干燥,溶剂回收均不方便。如聚丙烯酰胺胶状物在水溶性(酮类、醇类)而不溶解聚合物的有机溶剂中粉碎,可制得无粘性,易溶于水,不降低分子量的粉末聚合物。此外,沉淀剂用甲苯,二甲苯等不溶于水的溶剂,同时也不溶解聚合物的,这时添加HLB纸的乳化剂,制成油中水型乳液,然后再加甲醉或丙酮沉淀分离聚合物,这也是一种方法,不过此法也需大量溶剂,不经济。聚合物水溶液也可用双层的皮带运输机直接干燥, 该法设备简单。

 

 
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