聚丙烯酰胺,水溶解是指顆粒狀的聚丙烯酰胺在水中的溶解程度,因為(wei) PAM分子量較高,在水中比較難溶解,其溶解程度來判斷PAM水溶解過程。聚丙烯酰胺一股腦兒(er) 常需求約40——60分鍾的拌和時間能力使其溶解,也需依據所用的水質、水溫、拌和速率不一樣溶解程度也會(hui) 有所不一樣。
聚丙烯酰胺堿性水解的一個(ge) 顯著獨特的地方是陰離子羧基的鄰基效應造成水解反應閃現自阻滯效應(retarding effect),與(yu) 聚丙烯酰胺酸性水解的鄰基正催化效用相反,即隨水解度的增加水解效率顯著減慢。這是由於(yu) 主鏈上引人的陰離子羧酸根基團一COO-對親(qin) 核基團OH-的靜電擯斥減低了酰氨基四周圍部分微背景中OH-的管用液體(ti) 濃度這種鄰基效應使聚丙烯酰胺堿性水解,在水解度小於(yu) 30百分之百時水解效率很快;在水解度達到40百分之百以上時效率表麵化減慢;在較強的條件下(高液體(ti) 濃度的堿和較高溫度下水解度也隻能達到70百分之百;當殘存酰氨基餘(yu) 下30百分之百時,水解效率非常不迅速,幾乎不再施行。因為(wei) 這個(ge) 在堿性條件下水解聚丙烯酰胺,其水解度一般隻能達到70百分之百。

水解引人的陰離子基團間的靜電擯斥效用使聚合物鏈更加擴大,因為(wei) 這個(ge) 隨聚丙烯酰胺水解程度的增加,HPAM溶液黏性會(hui) 連續不斷增加。
光散射研討表明,在較柔和的堿性水解過程中,聚合物鏈長未變樣。Muller研討了在較高溫度下商品PAM樣品的水解過程,發如今生成丙烯酸單元的同時,水崩潰的分子量減低。但隨即對醇化樣品的最後結果則未發疏遠子量變動Muller還指出縱然在氧氣存在下醇化的PAM也不易發生降解斷鏈。這一最後結果與(yu) 普通接納的PAM堿性水解標準樣式相完全一樣。因為(wei) 這個(ge) Muller將聚丙烯酰胺水解過程中發生的降解歸因於(yu) 溫度、遺留導發劑和氧氣的協同影響。
聚丙烯酰胺堿性水解的產(chan) 物為(wei) 內(nei) 烯酰胺-內(nei) 烯酸結構單元的共聚物。鄰基效應使羧酸根在主鏈h散布更趨平均,較之其無規共聚物中的序列更短,水解度小於(yu) 30百分之百時無BBB區段,水解度小於(yu) 10百分之百時無BABK段。堿性水解聚丙烯酰胺的這種更平均的鏈節散布使之比共聚陰離子聚丙烯酰胺具備更高的耐水解性能。
聚丙烯酰胺是認為(wei) 合適而使用丙烯酰胺(acrylamide)為(wei) 單體(ti) ,經過過氧氣化苯甲酰(BPO)導發聚合而成的。
聚丙烯酰胺是認為(wei) 合適而使用丙烯酰胺(acrylamide)為(wei) 單體(ti) ,經過過氧氣化苯甲酰(BPO)導發聚合而成的。操作過程如下所述(還是你可查尋相關(guan) 高分子化學的卷帙):在三頸瓶中,將丙烯酰胺溶解在蒸餾水中(10百分之百液體(ti) 濃度),著手向整體(ti) 體(ti) 係通入氮氣,30分鍾後,參加一定量的BPO(BPO的投加量視你意料得到多大分子量的聚丙烯酰胺而定,BPO加得越多,聚丙烯酰胺分子量就越小),裝上回流冷凝管、拌和裝置,著手拌和,並在同時水浴加熱至50℃左右,反應著手,反應中應連續不斷通氮氣。隨著反應施行,整體(ti) 體(ti) 係粘度增加。1鍾頭後,反應休止。
將反應物倒於(yu) 實驗杯中,向實驗杯中緩緩參加無薄酒精或丙酮,並不斷拌和,這是聚丙烯酰胺著手析出,當不再有白的顏色固體(ti) 析出時,將所得的白的顏色固體(ti) 於(yu) 紅外燈下烘焙,研磨至麵子裝即得聚丙烯酰胺。所得的聚丙烯酰胺經過標定粘度可以得出分子量(普通分子量500萬(wan) 左右);運用BPO前,應用丙酮施行重形成晶體(ti) 高提純後置於(yu) 幹燥器中陰涼處保留,否則聚合反應很難著手。
局部水解聚丙烯酰胺(HPAM)在高溫條件下的水解效用被覺得是HPAM化學降解的主要機理,是選用HPAM時一定要思索問題的因素運用澱粉-碘化鎘辦法勘測了75℃條件下不一樣老化時間HPAM在清水和汙水(油田產(chan) 出水)中的水解度值,研討了2種不一樣水解度的HPAM在清水和汙水中的水解規律,得出了HPAM的水解度和老化時間之間的關(guan) 係式。依據這些個(ge) 關(guan) 係式可以預先推測任一老化時間的HPAM的水解度值。在清水中,HPAM的水解速度為(wei) 常數,水解機理介於(yu) 自加速和自阻滯水解機理之間在汙水中,水解速度隨老化時間的增加而減退,閃現出典型的自阻滯水解反應機理。HPAM在汙水中的水解速度大於(yu) 清水,除油藏溫度外,配合製造水的PH值是表決(jue) HPAM水解速度和水解機理的關(guan) 鍵因素。低水解度HPAM溶液的老化過程是一個(ge) 粘度增加的過程,HPAM的水解度越低,粘度增加幅度越大,高水解度HPAM溶液的老化過程則是粘度減退過程。因為(wei) 這個(ge) 選用低水解度的HPAM可以增長HPAM溶液的長時期熱牢穩性,把高溫水解這一不順利因素轉化為(wei) 有幫助因素聚丙烯酰胺出產(chan) 步驟總共兩(liang) 步:
單體(ti) 出產(chan) 技術
丙烯酰胺單體(ti) 的出產(chan) 時以丙烯腈為(wei) 原料,在反應劑效用下水化生成丙烯酰胺單體(ti) 的粗產(chan) 品,經閃蒸、精製後得精丙烯酰胺單體(ti) ,此單體(ti) 即為(wei) 聚丙烯酰胺的出產(chan) 原料。
丙烯腈+(水反應劑/水) →合 →丙烯酰胺粗品→閃蒸→精製→精丙烯酰胺按反應劑的進展曆史來分,單體(ti) 技術已經曆了夏商周:
第1代為(wei) 硫酸催化水化技術,此技術的欠缺是丙烯腈轉化率低,丙稀酰胺產(chan) 品收率低、副產(chan) 物低,給精製帶來非常大負擔,這個(ge) 之外因為(wei) 反應劑硫酸的強腐蝕性,使設施造價(jia) 高,增加了生產(chan) 資本;第二代為(wei) 二元或三元扇骨子銅催化出產(chan) 技術,該技術的欠缺是在最後產(chan) 品中引入了影響聚合的金屬銅離子,因此增加了後處置精製的成本;第夏商周為(wei) 微有生命的物質腈水化酶催化出產(chan) 技術,此技術反應條件柔和,常溫常壓下施行,具備高挑選性、高收率和高活性的獨特的地方,丙烯腈的轉化率可達到100百分之百,反應絕對,無副產(chan) 品和雜質。 產(chan) 品丙烯酰胺中不含金屬銅離子,不需施行離子交換來出去出產(chan) 過程中所萌生的銅離子,簡化了工藝流程,這個(ge) 之外,氣相色層分析表明丙烯酰胺產(chan) 品中幾乎不含遊離的丙烯腈,具備高純性,尤其適應製備超高相對分子品質的聚丙烯酰胺及食物工業(ye) 所需的無毒聚丙烯酰胺。
微有生命的物質催化丙烯酰胺單體(ti) 出產(chan) 技術,首先由東(dong) 洋在1985年樹立了6000t/a的丙烯酰胺裝置,其後俄羅斯也掌握了此項技術,20百年90時代時東(dong) 洋和俄羅斯一個(ge) 跟著一個(ge) 樹立了萬(wan) 噸級微有生命的物質催化丙烯酰胺裝置。我國家大計繼東(dong) 洋、俄羅斯在這以後,天底下第三個(ge) 領有此技術的國度。微有生命的物質反應劑活性為(wei) 2857國際生化單位,已經達到達國際水準。我國微有生命的物質催化丙烯酰胺單體(ti) 出產(chan) 技術是由上海市三九一一所通過“七五”、“八五”和“九五”等3個(ge) 五年規劃研發完成的,微有生命的物質反應劑腈水化酶是在1990年用篩子選出的,是由泰嶽山腳下生土中離合出163菌株和無錫生土中離合出145菌株,經胚珠培育獲得的腈水化酶,代號為(wei) Norcardia-163。該技術現已在江蘇如皋、江西南昌、勝利油田及河北萬(wan) 全先後投入生產(chan) ,品質大乘,達到達出產(chan) 超高相對分子品質聚丙烯酰胺的品質指標。

微記著我國微有生命的物質催化丙烯酰胺技術已經達到達國際先進水準。
聚合技術
聚丙烯酰胺出產(chan) 是以丙烯酰胺水溶液為(wei) 原料,在導發劑的效用下,施行聚合反應,在反應完成後生成的聚丙烯酰胺膠塊經切割切、造粒、幹燥、粉碎,最後製得聚丙烯酰胺產(chan) 品。關(guan) 鍵工藝是聚合反應,在其後的處置過程中要注意機械降低溫度、熱降解和交聯,因此保障聚丙烯酰胺的相對分子品質和水溶解性。
丙烯酰胺+水(導發劑/聚合)→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→幹燥→粉碎→聚丙烯酰胺產(chan) 品我國聚丙烯酰胺出產(chan) 技術約略也經曆了3個(ge) 階段第1階段是最早認為(wei) 合適而使用盤式聚合,將要混合好的聚合反應液放在不鏽鋼盤中,再將這些個(ge) 不鏽鋼盤推至保暖烘房中,聚合數鍾頭後,從(cong) 烘房中推出,用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀,進絞肉機造粒,烘房幹燥,粉碎製得成品。這種工藝絕對是手辦公坊式。
第二階段是認為(wei) 合適而使用撮合機,將要混合好的聚合反應液放在撮合機中加熱,聚合著手後,著手撮合機,一邊兒(er) 聚合一邊兒(er) 撮合,聚合完後,造粒也基本完成,倒出物料經幹燥、粉碎得成品。
第三階段是,20百年80時代後期,研發了錐形釜聚合工藝,由核工業(ye) 部五存在的地方江蘇江都化工廠試車成功。該工藝在錐形釜下部帶有造料旋轉刀,聚合物在壓出的同時,即成粒狀,經轉鼓幹燥機幹燥,粉碎得產(chan) 品。
為(wei) 了防止聚丙烯酰胺膠塊黏著在聚合釜釜壁上,有的技術認為(wei) 合適而使用氟或矽的高分子化合物塗覆在聚合釜的內(nei) 壁上,但此塗覆層在上產(chan) 過程中易剝離而汙染聚丙烯酰胺產(chan) 品。
也有可旋轉的錐形釜,聚合反應完成後,聚合釜倒轉將聚丙烯酰胺膠塊倒出)、造粒形式 (有機械造粒、割切造粒,也有濕式造粒即散布液中造粒)、幹燥形式(有認為(wei) 合適而使用穿流掉轉幹燥,也有用振蕩流化床幹燥)及粉碎形式。這些個(ge) 不一樣中有點是設施品質上有差別,有點是認為(wei) 合適而使用的具體(ti) 型式上的油差別,但通觀,聚合技術趨向於(yu) 固定錐形釜聚合,振蕩流化床幹燥技術。
聚丙烯酰胺出產(chan) 技術除開上麵所說的的單元操作外,在工藝根據處方配藥上還有較表麵化的區別,導發就有前加堿共水解工藝和後加堿後水解工藝之分,兩(liang) 種辦法各有好處害處,前加堿共水解工藝過程簡單,但存在水解導熱易萌生交聯和相對分子品質虧(kui) 損大的問題,後加堿後水解固然工藝過程增加了,但水解平均不易萌生交聯,對產(chan) 品相對分子品質虧(kui) 損也半大。
到現在為(wei) 止我國聚丙烯酰胺聚合用的導發劑有無機導發劑、有機導發劑和無機—有機混合整體(ti) 體(ti) 係3中類型。
(1)過氧氣化物
過氧氣化物大概分為(wei) 無機過氧氣化物和有機過氧氣化物。無機過氧氣化物如過流酸鉀,過硫酸銨、過溴酸鈉和過氧氣化氫等。有機過氧氣化物如過氧氣化苯甲酰、過氧氣化月桂酰和叔丁羥基過氧氣化物等。他們(men) 配用的恢複劑有硫酸亞(ya) 鐵、氯化亞(ya) 鐵、偏亞(ya) 硫酸鈉和硫代硫酸鈉等。
(2)偶氮化合物類
如偶氮二異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈、偶氮雙氰基戊酸鈉和20百年80時代研發的偶氮脒鹽係列,如偶氮N-代替脒丙烷鹽酸鹽是一類競相研發的產(chan) 品,他們(men) 的參加液體(ti) 濃度為(wei) 極其之0.005-1,催化速率頎長,有助於(yu) 出產(chan) 相對分子品質高的產(chan) 品,且溶於(yu) 水,易於(yu) 運用。
反相懸浮聚合法
聚丙烯酰胺是到現在為(wei) 止工業(ye) 上最關(guan) 緊的有機高分子絮凝劑之一,在工業(ye) 上一般認為(wei) 合適而使用水溶液法,逆向懸浮聚合法來出產(chan) 聚丙烯酰胺。下邊來紹介一下子逆向懸浮聚合法出產(chan) 聚丙烯酰胺的工藝。
逆向懸浮聚合法是製造聚丙烯酰胺(PAM)微球的現在運用最廣泛、技術相對成熟的辦法。認為(wei) 合適而使用猛烈拌和將單體(ti) 或單體(ti) 混合物散布在媒介(媒介為(wei) 有機溶劑)中,變成纖小顆粒再施行單體(ti) 、導發劑、有機溶劑和散布牢穩劑的聚合。當聚合完成後,通過沸脫水、離合、幹燥可以獲得微粒狀產(chan) 品。逆向懸浮聚合法獲得的產(chan) 品,固健康水平量分數>90百分之百,聚合率>95百分之百,單體(ti) 遺留量<0.5百分之百,產(chan) 品粒徑在10-500萎靡之間,產(chan) 品的水溶性令人滿意。
該辦法由於(yu) 工藝簡單,操作扼製便捷,聚合熱便於(yu) 去除,聚合物便於(yu) 離合、蕩滌、幹燥,產(chan) 品純淨、平均、牢穩,容易成功實現工業(ye) 化。不過逆向懸浮聚合法在工業(ye) 出產(chan) 中也存在著問題,首先受拌和轉速的影響非常大,容易聚結,發生凝膠,共沸時整體(ti) 體(ti) 係不定,出水時間長等欠缺。還有出品粒徑散布較寬,數量多的有機溶劑運用,出產(chan) 操作的安全,聚合成本太高等一係列端由造成逆向懸浮聚合法在很少在國內(nei) 用於(yu) 出產(chan) 聚丙烯酰胺。