丙烯酰胺聚合物水溶液聚合

水溶液聚合是聚丙烯酰胺(PAM)生產(chǎn)歷史最久的方法，該方法既安全又經(jīng)濟合理，是聚丙烯酰胺的主要生產(chǎn)技術(shù)。但水溶液聚合的產(chǎn)物固含量僅在8%~25%，且容易發(fā)生酰亞胺化反應(yīng)，生成凝膠，產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量較小，在制成千粉過程中，高溫烘干和剪切作用又易使高分子鏈降解和交聯(lián)，使粉劑產(chǎn)品的溶解性、絮凝性等變差。為解決這些問題，對水溶液聚合進行了不斷深入地研究，諸如引發(fā)劑體系、介質(zhì)pH值、添加劑種類及用量、溶劑和聚合溫度等對聚合反應(yīng)特性及產(chǎn)品性能的影響等，開發(fā)出了過渡金屬化合物引發(fā)體系的水溶液聚合、雙官能度引發(fā)體系的水溶液聚合、輻射聚合、沉淀聚合、等離子體引發(fā)的水溶液聚合等。

經(jīng)分子設(shè)計合成出一種雙官能度引發(fā)劑，用于AM聚合，得到分子量2600萬左右的超高 相對分子質(zhì)量的PAM。據(jù)國外文獻報道，以等離子體技術(shù)聚合的聚丙烯酰胺不但相對分子質(zhì)量高(>1000萬)，且無交聯(lián)，得到的是高純線型聚合物;國內(nèi)的張衛(wèi)華等。通過研究放電時間、放電功率、單體的初始濃度及溶液pH值等對聚合反應(yīng)的影響，制備了一系列高聚物，并且研究了等離子體引發(fā)丙烯酰胺水，溶液聚合工業(yè)化的可行性。

分散聚合最初是由英國ICI公司在20世紀70年代提出來的一種新聚合方法，與其它聚合方法相比，分散聚合法生產(chǎn)工藝簡單，能合理地解決散熱問題，可適用于各種單體，且能制備不同粒徑的單分散性聚合物微球，AM的分散聚合研究始于20世紀90年代末，一般采用低碳醇/水混合物和鹽水溶液兩種體系。

采用泡沫體系分散聚合法，用丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨(DAC)、丙烯酰胺(AM)、丙 烯酸鈉、丙烯酸(AA)制備了相對分子質(zhì)量小且溶解性好的兩性聚丙烯酰胺(P(DAC-AM.AA))。段明等采用分散聚合法制備了聚丙烯酰胺水分散體，并考察了各種因素對聚合的影響。結(jié)果表明，分散介質(zhì)類型和分散劑種類是影響PAM水分散體穩(wěn)定性的主要因素，選擇乙醇.水為分散介質(zhì)、聚乙烯吡咯烷酮為分散劑，在最佳合成條件下制得了相對分子質(zhì)量較高且穩(wěn)定性較好的PAM水分散體。水溶性單體在鹽水介質(zhì)中的分散聚合是一種新型綠色合成技術(shù)，通過AM和陽離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DAC)在無機鹽水溶液中的分散共聚合，制備了穩(wěn)定的P(AM-DMC)水基分散體，采用掃描電鏡、激光粒度儀測定了粒子形貌和粒徑，并研究了穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)與用量、共聚單體組成、第三單體鹽的種類 和濃度對水基分散聚合的影響。

反相懸浮聚合作為近年來才開發(fā)出來的新合成方法，具有反應(yīng)體系粘度低、導(dǎo)熱方便、生產(chǎn)工藝簡單、成本低、便于實現(xiàn)工業(yè)化、產(chǎn)品的特性粘度較高、溶解性能好等特點，且可直接得到粉狀或粒狀產(chǎn)品,包裝和運輸方便;但也有強烈攪拌造成斷鏈及破乳不全等缺點。

采用反相懸浮聚合法合成了相對分子質(zhì)量達107、速溶型粉狀聚丙烯酰胺，研究了反應(yīng)體系的特征及影響相對分子質(zhì)量的諸多因素，用測電導(dǎo)的方法證明了反應(yīng)過程中相反轉(zhuǎn)的存在，并發(fā)現(xiàn)甲酸鈉是一種優(yōu)良的鏈轉(zhuǎn)移劑。等以AM、AA和AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)為單體，采用反相懸浮聚合法制備了超高分子量的AM/AA/AMPS及鹽的共聚物，并研究了中和度、AMPS和AA用量，引發(fā)劑濃度、抗交聯(lián)劑及其它助劑對合成共聚物分子量的影響。