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聚丙烯酰胺反相乳液聚合

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反相乳液聚合是指单体的水溶液借助油包水型(W/O)乳化剂分散在油的连续相介质中的聚合反应称为反相乳液聚合。聚合体系主要由单体、有机相、引发剂和乳化剂组成。 

反相乳液聚合的特点是在便于散热和低粘度介质中聚合的条件下,可以采用浓单体聚台。反相乳液聚合时,乳液或乳胶的稳定性对聚合和产品都是十分重要的指标,也是该方法的难点。解决此问题的关键是选择适当的乳化剂系统,因为乳化剂在乳胶粒的最外层构成吸附膜,通过吸附膜的阻隔或空间位障作用,可防止粒子粘并,以实现乳液的稳定。反向乳液聚合中常根据乳化剂的亲水亲油平衡值(HLB)和内聚能(CER)的大小来选择。反向乳液聚合机理的研究表明,采用非离子型乳化剂,油溶性或水溶性引发剂,在脂肪烃或芳烃中进行聚合反应时,其反应场所都是在单体液滴中。AM反向乳液聚合动力学研究表明,根据所用的溶剂、乳化荆、引发剂的种类以及量的不同,聚合速率对各因素的依赖关系也不同。

反相乳液聚合法生产的PAM胶乳与溶液聚合法生产的水溶胶和干粉相比,胶乳的溶解速度快,分子量商分布且窄,残留单体少,聚合反应中粘度小,易散热也易控制,但本法生产成本高,技术也比较复杂。

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乳液聚合的详细工艺流程如下:
①配乳化液 

取一定量的液体石蜡,加入一定量的乳化剂,按一定比例加入丙烯酰胺的去离子水溶液(如果是接枝共聚[3],还要加入接枝物),然后向其中加入乳化剂,进行乳化;
 ②通氮脱除溶氧 

向上述石蜡溶液中通入高纯氮,调整减压阀开度,使排出的氮气泡连续均匀即可,通氮时间 30 分钟,出去反应液中的溶解氧,防止引发剂失效;
③引发聚合 

向上述脱氮处理的乳化液中加入配好的一定浓度的引发剂溶液,引发聚合,恒温一定时间;
 ④破乳 

向上述聚合完成的溶液中加入一定量的乙醇破乳,使其中的PAM脱离出来;
⑤洗涤 

向脱离出来的PAM颗粒中加入丙酮洗涤;
⑥干燥 

将洗涤后的PAM颗粒通入干燥箱中干燥后即得PAM产品。 


2007 年孙衍宁[11]等以玉米淀粉、AM、DMDAAC 为原料,通过反相乳液聚合制得改性淀粉阳离子多元共聚物,并将其用于制浆造纸中段废水的处理。实验结果表明,在获得的优化条件下,多元共聚产物最优投加量为 8mg/L 时,废水 CODCr、SS、色度经处理后去除率各自可达到 94.8%、97.1%、93%。证明了通过阳离子改性,可得到较好的阳离子絮凝剂。目前,这种制备方法已实现工业化生产,但国内改性 CPAM 阳离子形式较单一,存放时间短、残留单体毒性较大,应用受到一定限制。 


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作者:admin @ 聚丙烯酰胺中文指南   2016-10-14

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