聚丙烯酰胺（PAM）的合成工藝

聚丙烯酰胺（PAM）是丙烯酰胺（AM）均聚或與其他單體共聚而成的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%以上的一類高分子化學(xué)品的總稱。PAM一般通過自由基引發(fā)聚合合成，主要有本體法、水溶液法、乳液法和懸浮法等合成方法。根據(jù)聚合是否加入其他單體，又可分為均聚和共聚物兩種。

1 水溶液聚合法

水溶液聚合法是將單體AM和引發(fā)劑溶解在水中的聚合反應(yīng)，是目前應(yīng)用較廣泛和成熟的技術(shù)。所得PAM產(chǎn)品有膠狀和粉狀兩種，其膠體采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%-10%或20%-30%AM的水溶液在引發(fā)劑作用下直接聚合而成。該法安全、工藝設(shè)備簡單、污染小，但是產(chǎn)物固含量較低，僅為8%-15%。

2 乳液聚合法

乳液聚合包括反相乳液聚合和正相乳液聚合。孟昆等人采用反相乳液聚合方法制備出了陰離子型PAM絮凝劑，選用Span80乳化劑、亞硫酸氫鈉、過氧化物為氧化-還原引發(fā)體系，得到特性黏度為12.07dL/g的產(chǎn)物。Xu Zushun等人研究了用季戊四醇肉豆寇酸鹽作乳化劑、油溶性偶氮類化合物作引發(fā)劑的AM聚合反應(yīng)，考察了其他因素對(duì)重均相對(duì)分子質(zhì)量、數(shù)均相對(duì)分子質(zhì)量及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的影響。

3 反相懸浮聚合法

反相懸浮聚合是近十幾年發(fā)展起來的一種新方法。反相懸浮聚合法生產(chǎn)工藝簡單、成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)千萬以上，溶解性能比水溶液聚合產(chǎn)品好，產(chǎn)物為粉狀或粒狀產(chǎn)品，便于包裝、運(yùn)輸。劉蓮英等人采用反相懸浮聚合、加堿水解、共沸脫水的方法合成了相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)107數(shù)量級(jí)的粉狀速溶陰離子型PAM，實(shí)驗(yàn)表明適當(dāng)增加有機(jī)溶劑可解決反應(yīng)后期體系黏度大、易交聯(lián)產(chǎn)生不溶物、不易成粉等問題。

4 新的聚合方法

近年來對(duì)PAM合成中自由基引發(fā)方式的研究有了新進(jìn)展，采用更為節(jié)能環(huán)保的引發(fā)體系，如光引發(fā)聚合、熱引發(fā)聚合、輻射聚合、等離子引發(fā)聚合、沉淀聚合、膠束聚合等。徐初陽等采用光引發(fā)聚合技術(shù)進(jìn)行PAM合成，選取了二苯甲酮類、硫雜蒽酮類和苯偶酰類等光引發(fā)劑進(jìn)行改性處理，使之能用于AM水溶液的光聚合。在紫外光照射下，可獲得特性粘數(shù)為8-14dL/g，AM殘留量＜0.05%的高純PAM。