陽離子聚丙烯酰胺的生產(chǎn)工藝

    陽離子聚丙烯酰胺由于分子鏈上帶有正電荷而成為許多工業(yè)部分的重要材料和助劑。在污水處理中作為絮凝劑用于礦業(yè)、冶金、紡織、造紙等行業(yè)。在石油工業(yè)中用于多種作業(yè)，如鉆井和開發(fā)所用的防止泥頁巖水化膨脹的黏土穩(wěn)定劑，鉆井和采油污水處理用的浮選絮凝劑、酸化液的稠化劑，三次采油用的堵水調(diào)剖劑，鉆井和完井用的油層保護(hù)劑等。在造紙工業(yè)中可用作助留劑、施膠劑和增強(qiáng)劑，大大改善了紙張的性能，使之具有較大的市場需求量。

    一、工藝流程 

     陽離子聚丙烯酰胺生產(chǎn)工藝流程如下圖：

干粉狀陽離子聚丙烯酰胺合成工藝流程圖

    二、陽離子單體選擇 

     共聚方法合成陽離子聚丙烯酰胺，是用一種陽離子單體與丙烯酰胺單體發(fā)生共聚合反應(yīng)，從而在聚合產(chǎn)物中引入陽離子單元。使用水溶性好的含有烯鍵的季銨鹽類化合物作為陽離子單體，所合成聚合物與某些改性方法所合成的聚合物相近，季銨鹽單體主要有：

    （1）二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯；

    （2）二烯丙基二甲基氯化銨；

    （3）甲基丙烯酰氧乙基*基銨甲基硫酸酯；

    （4）丙烯酸乙酯基*基氯化銨；

    （5）（甲）丙烯酸-2-羥基丙酯基*基氯化銨；

    （6）苯乙烯芐基*基氯化銨；

    （7）二烯丙基二乙基氯化銨；

    大量的實驗對比表明，陽離子單體主要選擇以下3種。

    （1）二烯丙基二甲基化銨；

    （2）丙烯酸乙酯基*基氯化銨；

    （3）（甲）丙烯酸-2-羥基丙酯基*基氯化銨。

    三、引發(fā)劑與用量 

    V65:1000mg/l；

    PA-5:20mg/l；

    Per：40mg/l；

    CuSO4:0.25mg/l;

    EDTA:0.73mg/l;

    NaFS:40mg/l。

    四、單體配比 

    陽離子單體/丙稀酰胺：5%-15%；

    單體總濃度：（陽離子單體+丙烯酰胺）/水：25%。

    五、聚合反應(yīng)條件 

    反應(yīng)溫度：20℃；

    反應(yīng)PH值：7。

    六、技術(shù)操作方法 

    （1）按聚合配方稱取丙烯酰胺水溶液、季銨鹽單體、去離子水至混合容器中。

    （2）攪拌15min，以少量的濃HCL溶液調(diào)PH至預(yù)定值。

    （3）調(diào)溫度至預(yù)定值后，將溶液轉(zhuǎn)入已加入有一定量偶氮引發(fā)劑的保溫容器內(nèi)的聚合袋中，裝上溫度記錄儀。吹氮氣30min，除氧。

    （4）按要求加入一定量的氧化劑、還原劑及其他助劑。停止吹氮氣、封口。

    （5）反應(yīng)4h，取出聚合膠快，室溫冷卻。

    （6）將膠塊剪成塊后用料理機(jī)造粒。

    （7）放入60℃烘箱中干燥12h。

    （8）研磨，過篩，裝袋。

    （9）分析固含量、相對分子質(zhì)量等指標(biāo)。