聚丙烯酰胺是一類重要的水溶性高分子聚合物，具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)各個行業(yè)，享有“百業(yè)助劑”之稱。隨著我國工業(yè)化迅速發(fā)展，PAM的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，需求量也不斷增加，有關(guān)聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝及其應(yīng)用一直是人們關(guān)注的研究領(lǐng)域。
PAM產(chǎn)品主要有三大劑型：水溶液膠體、粉狀和乳液，每種劑型中都有不同離子型產(chǎn)品，可分為非離子型(NPAM)、陽離子型(APAM)和陰離子型(CPAM)三大類，這些聚合物可以是均聚物，也可以是共聚物。目前PAM在中國用量zui大的領(lǐng)域是油田的三次采油，其次是水處理和造紙，其消費(fèi)結(jié)構(gòu)為油田開采占81%，水處理占9%，造紙占5%，礦山占2%，其它占3%。世界上應(yīng)用zui廣的是水處理和造紙，不同國家和地區(qū)丙烯酰胺聚合物的消費(fèi)量及消費(fèi)結(jié)構(gòu)比例不同。PAM應(yīng)用范圍主要包括石油工業(yè)、水處理、造紙工業(yè)、紡織工業(yè)、印染工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑工業(yè)、礦冶工業(yè)。
聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝：
一、水溶液聚合法
水溶液聚合是PAM生產(chǎn)歷史zui久的方法，該法安全又經(jīng)濟(jì)合理，至今仍是PAM的主要生產(chǎn)技術(shù)。AM水溶液在適當(dāng)?shù)臏囟认拢瑤缀蹩梢允褂盟械淖杂苫l(fā)方式進(jìn)行聚合，聚合過程遵循一般自由基聚合反應(yīng)的規(guī)律。工業(yè)上常用的是引發(fā)劑的熱分解引發(fā)和氧化還原引發(fā)，隨引發(fā)劑種類的不同，聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和分子量有明顯差異。
二、反相乳液聚合
反相乳液聚合是將單體的水溶液按一定比例加入到油相中，借助于油包水型乳化劑分散在油介質(zhì)中，在引發(fā)劑作用下進(jìn)行乳液聚合，所得產(chǎn)物是穩(wěn)定的被水溶脹的聚合物微粒在油中的膠體分散體，即W/O 型膠乳，經(jīng)共沸蒸餾脫水后得到粉狀PAM。反相乳液聚合體系包括：水溶性AM單體、水溶性陽離子或陰離子功能單體、引發(fā)劑、W/O 型乳化劑、水相、連續(xù)相和助劑等。
三、反相微乳液聚合
反相乳液聚合雖然有其優(yōu)點(diǎn)，但仍存在產(chǎn)物的平均相對分子質(zhì)量較低，乳膠的粒徑分布寬且容易凝聚等不足，于是人們從常規(guī)反相乳液聚合轉(zhuǎn)向了反相微乳液聚合。微乳液是由油、水、乳化劑和助乳化劑組成的各相同性、熱力學(xué)上穩(wěn)定的、透明或半透明膠體分散體系，其分散相尺寸為納米級。與反相乳液聚合相比，反相微乳液聚合制備的乳液更穩(wěn)定，膠乳粒徑分布更均勻，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量高，透明性好，乳膠束粒徑小，徑分布窄，反應(yīng)速率快等優(yōu)點(diǎn)。反相微乳液聚合體系主要由單體水溶液、油相、乳化劑、引發(fā)劑四種基本組分組成，通過聚合得到油包水的聚合物微粒。
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