一种由过硫酸钾聚丙烯酰胺的合成与研究

一种由过硫酸钾聚丙烯酰胺的合成与研究

1化工、地质、地质聚丙烯酰胺（pam）是由自由基甲基丙烯酸（pm）生产的聚丙烯酰胺。广泛应用于化工、冶金、地质、煤炭、石油、造纸、水处理等领域。因单体浓度及引发剂用量对聚合速度和分子量影响的研究已很多,本文主要探讨了采用NTP—K2S2O8引发体系,水溶液聚合反应中,溶液PH值、氮三丙酰胺及温度对产物分子量、溶解性及转化率的影响。2实物2.1反应机制单体AM的水溶液聚合属于乙烯系自由基加聚引发体系,反应由链引发、链增长、链终止三个基元反应组成链引发:链增长:链终止:2.2粘度计等的计算恒温水浴锅、二口烧瓶、高压氮瓶、旋转式粘度计等。丙烯酰胺(98.5%)、过硫酸钾(99.5%)、氨水(25-28%)、硫酸、氢氧化钠和溴水(3.0%)等。2.3溶解氧的测定称取10gAM倒入三口烧瓶中,并加入90ml的水,开动搅拌器,使单体充分溶解。通入高压N210min,以除去溶解氧。在通入N2过程中,向AM水溶液滴入氨水(30℃),加热升温,在50—60℃时加入引发剂K2S2O8,同时用H2SO4或NaOH1水溶液调节体系的PH值。通N2完毕,恒定反应体系的温度(不超过65℃),反应1小时,停止加热,搅拌、冷却、出料、干燥即得无色透明均相胶体PAM。2.4br2水催化氧化由旋转式粘度计测定产物粘度,按下列公式换算成分子量。AM与Br2水能够在HgSO4催化剂作用下反应生成溴化物,因此通过向PAM溶液滴加Br2水,用淀粉KI试纸来检验,确定滴定终点,由所用Br2水量计算AM的转化率。其反应式如下:3结果与讨论3.1ph值对ntp粒径的影响单体浓度10%(10gAM),K2S2O8加入量2.4g,氨水滴加量为7滴。改变反应体系的PH值,结果列于表1。从表1看出,当PH值=2时,分子量较大,但转化率相对较低,这是由于在酸性介质中,易发生酰亚胺化交联反应。在弱碱性介质中,由于NTP形成自由基后引发单体的能力增强,使转化率上升,此时NTP转移自由基的能力则大大减弱,使分子量增大。从表中看出,当PH≥11,虽转化率持续上升,但PAM分子量却减小,因此时AM开始水解,使NTP生成增多;而此时NTP的链转移作用增大,导致产物分子量逐渐减小。3.2水的滴加量及加氨量对产品粒径和转化率的影响固定反应物配比为AM10%(10gAM),K2S2O8加入量2.4g及PH=8,改变氨水的滴加量,得到不同的产物分了量和转化率,见表2。从表2看出,PAM分子量随加氨量增加呈下降趋势,因此时生成的NTP增多,又有NTP的链转移作用导致同样的结果。而NTP在弱碱性(PH=8)形成的自由基具较强的链引发能力,使产物的转化率随加氨量增加呈上升趋势。3.3u3000试验结果固定反应物配比为AM10%(10gAM),K2S2O8加入量2.4g,PH=8及滴加氨水8滴。试验结果见表3。从表3可以看出,随引发剂加入时的温度增高,产物分子量降低。据动力学K=Ae-ERT,因综合活化能为负值,当温度上升时,聚合度下降,从而导致分子量下降。3.4附瓶内面根据试验,发现在酸性介质中,产物溶解性差,且有时会粘附在烧瓶内壁面而难以洗涤,这是因为易发生酰亚胺化交联反应,使产物溶解性能下降。因此,丙烯酰胺的水溶液聚合,一般在碱性介质中进行,且弱碱性下可获得较好的溶解性能。4温度和纺粘法对聚合物溶液ph的影响采用过硫酸钾—氮三丙酰胺引发体系,进行丙烯酰胺水溶液聚合反应,在溶液