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聚丙烯酰胺聚合技術

發(fā)布時間：2021-11-16 瀏覽次

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聚丙烯酰胺聚合技術：
聚丙烯酰胺生產(chǎn)是以丙烯酰胺水溶液為原料，在引發(fā)劑的作用下，進行聚合反應，在反應完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經(jīng)切切割、造粒、干燥、粉碎，較終制得聚丙烯酰胺產(chǎn)品。關鍵工藝是聚合反應，在其后的處理過程中要注意機械降溫、熱降解和交聯(lián)，從而保證聚丙烯酰胺的相對分子質(zhì)量和水溶解性。
丙烯酰胺+水（引發(fā)劑/聚合）→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺產(chǎn)品

我國聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術大概也經(jīng)歷了3個階段:

一階段是較早采用盤式聚合，即將混合好的聚合反應液放在不銹鋼盤中，再將這些不銹鋼盤推至保溫烘房中，聚合數(shù)小時后，從烘房中推出，用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀，進絞肉機造粒，烘房干燥，粉碎制得成品。這種工藝完全是手工作坊式。

二階段是采用捏合機，即將混合好的聚合反應液放在捏合機中加熱，聚合開始后，開始捏合機，一邊聚合一邊捏合，聚合完后，造粒也基本完成，倒出物料經(jīng)干燥、粉碎得成品。
三階段是，20世紀80年代后期，開發(fā)了錐形釜聚合工藝，由核工業(yè)部五所在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(zhuǎn)刀，聚合物在壓出的同時，即成粒狀，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓干燥機干燥，粉碎得產(chǎn)品。

為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上，有的技術采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內(nèi)壁上，但此涂覆層在上產(chǎn)過程中易脫落而污染聚丙烯酰胺產(chǎn)品。
也有可旋轉(zhuǎn)的錐形釜，聚合反應完成后，聚合釜倒轉(zhuǎn)將聚丙烯酰胺膠塊倒出）、造粒方式（有機械造粒、切割造粒，也有濕式造粒即分散液中造粒）、干燥方式（有采用穿流回轉(zhuǎn)干燥，也有用振動流化床干燥）及粉碎方式。這些不同中有些是設備質(zhì)量上有差異，有些是采用的具體方式上的油差異，但總的來看，聚合技術趨向于固定錐形釜聚合，振動流化床干燥技術。

聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術除了上述的單元操作外，在工藝配方上還有較明顯的差別，引發(fā)就有前加堿共水解工藝和后加堿后水解工藝之分，兩種方法各有利弊，前加堿共水解工藝過程簡單，但存在水解傳熱易產(chǎn)生交聯(lián)和相對分子質(zhì)量損失大的問題，后加堿后水解雖然工藝過程增加了，但水解均勻不易產(chǎn)生交聯(lián)，對產(chǎn)品相對分子質(zhì)量損失也不大。
目前我國聚丙烯酰胺聚合用的引發(fā)劑有無機引發(fā)劑、有機引發(fā)劑和無機—有機混合體系2類型。

（1）聚丙烯酰胺過氧化物
過氧化物大致分為無機過氧化物和有機過氧化物。無機過氧化物如過流suan 鉀，過硫suan 銨、過溴suan 鈉和過氧化氫等。有機過氧化物如過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰和叔丁羥基過氧化物等。它們配用的還原劑有硫suan 亞鐵、氯化亞鐵、偏亞硫suan 鈉和硫代硫suan 鈉等。

（2）聚丙烯酰胺偶氮化合物類
如偶氮二異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈、偶氮雙氰基戊suan 鈉和20世紀80年代開發(fā)的偶氮脒鹽系列，如偶氮N-取代脒丙烷鹽suan 鹽是一類競相開發(fā)的產(chǎn)品，它們的加入濃度為萬分之0.005-1，催化效率很高，有助于生產(chǎn)相對分子質(zhì)量高的產(chǎn)品，且溶于水，便于使用。

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