PAM生產(chǎn)中水溶液聚合法聚合技術(shù)簡要介紹

丙烯酰胺水溶液聚合法是工業(yè)生產(chǎn)中采用的主要方法。

配方中單體溶液須經(jīng)離子交換提純。反應(yīng)介質(zhì)水,應(yīng)為去離子水，引發(fā)劑多采用過硫酸鹽與亞硫酸鹽組成的氧化一還原引發(fā)劑體系，以降低反應(yīng)引發(fā)溫度。此外需加鏈轉(zhuǎn)移劑，常用的為異丙醇。為了消除可能存在的金屬離子的影響，必要時加人螯合劑乙二胺四乙酸(EDTA)。為了易于控制反應(yīng)溫度，單體 濃度通常低于25%。由于丙烯酰胺聚合反應(yīng)熱高達(dá)82．8kJ/mol，聚合熱必須及時導(dǎo)出，如果單體濃度為 25%～30%即使在10c(=引發(fā)聚合，如果聚合熱不導(dǎo)出，則溶液溫度會自動上升到100'E，將 生成大量不溶物。因此導(dǎo)熱問題成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題之一。

生產(chǎn)低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時可在釜式反應(yīng)器中間歇操作或多釜串聯(lián)連續(xù)生產(chǎn)，夾套冷卻保持反應(yīng)溫度為20～25℃，轉(zhuǎn)化率達(dá)95%～99%。生產(chǎn)高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時，由于產(chǎn)品為凍膠狀，不能進(jìn)行攪拌，為了及時導(dǎo)出反應(yīng)熱，工業(yè)上采用在反應(yīng)釜中將配方中的物料混 合均勻后，立即送入聚乙烯小袋中，將裝有反應(yīng)物料的聚乙烯裝置水槽中進(jìn)行冷卻反應(yīng)。

須注意的是由于空氣中的氧有明顯的阻聚作用，配制與加料必須在N氣中進(jìn)行。使用過硫酸鹽 一亞硫酸鹽引發(fā)劑體系時，通常引發(fā)開始溫度為40%，如果要求生產(chǎn)超高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時引發(fā)溫度應(yīng)低于20%。

由于單體不揮發(fā)，反應(yīng)后不能除去，所以未反應(yīng)單體將殘存于聚丙烯酰胺中，延長反應(yīng) 時間，提高反應(yīng)溫度雖可降低殘余單體量，但生產(chǎn)能力降低而且不溶物含量會增加。

為了降低殘余單體量有的工廠采用復(fù)合引發(fā)體系，由氧化一還原引發(fā)劑與水溶性偶氮引發(fā)劑組成。 低溫條件下由氧化一還原引發(fā)劑發(fā)揮作用，后期當(dāng)反應(yīng)物料溫度升高后，使偶氮引發(fā)劑分解 進(jìn)一步發(fā)揮作用，此法生產(chǎn)的聚丙烯酰胺殘余單體量可低至0．02%(氣相色譜法測定)。水溶性偶氮引發(fā)劑為4，4’一偶氮雙一4一氰基戊酸、2，2’一偶氮雙一4一甲基丁腈硫酸鈉及2， 2’一偶氮雙一2一脒基戊烷二鹽酸鹽等。