發布時間:2025-10-28閱讀(8)
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雖然完全聚合的聚丙烯酰胺沒有毒性,但其聚合單體丙烯酰胺卻具有強烈的神經毒性,并且還是強致癌物,所以其生產使用過程中單體的殘留問題給環境造成的二次污染以及對人類健康造成的威脅仍應引起人們的重視。一般來說,聚丙烯酰胺合成途徑有以下3條。 a,丙烯酰胺單體生產技術。
丙烯酰胺單體生產時以丙烯腈為原料,在催化劑作用下水合生成丙烯酰胺單體的粗產品,經閃蒸、精制后得精丙烯酰胺單體,反應后濾去催化劑,回收未反應的丙烯腈。此單體即為聚丙烯酰胺的生產原料。以其為原料,利用各種聚合方式得到不同分子量及不同形態的聚丙烯酰胺,通過Mannich 反應進行胺甲基化反應,再通過季銨化反應得到陽離子型聚丙烯酰胺。該法工藝流程簡單,丙烯酰胺的選擇性和收率可達98%以上。這種得到聚丙烯酰胺的合成途徑的缺點是Mannich反應中引人了甲醛等容易殘留在聚合物中的雜質物質,降低了聚合物的純度和質量,而且不易對反應得到的聚合物的陽離子度進行把握和控制。該法工藝流程為: 丙烯腈+(水催化劑/水)→水合→丙烯酰胺粗品→閃蒸→精制→精丙烯酰胺 b.聚丙烯酰胺聚合技術。
聚丙烯酰胺聚合生產技術是以丙烯酰胺水溶液為原料,在引發劑的作用下,進行聚合反應,在反應完成后生成的聚丙烯酰胺膠塊經切割、造粒、干燥、粉碎,最終制得聚丙烯酰胺產品。目前我國聚丙烯酰胺聚合用的引發劑有無機引發劑、有機引發劑和無機-有機混合體系3種類型。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,從而保證聚丙烯酰胺的分子量和水溶解性。該法工藝流程為: 丙烯酰胺+水(引發劑/聚合)→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺產品 聚丙烯酰胺生產技術除了單元操作外,在工藝配方上還有較明顯的差別,比如目前生產超高分子量聚丙烯酰胺的生產工藝,同樣是低溫引發,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生交聯和分子量損失大的問題,后加堿后水解雖然工藝過程增加了,但水解均勻不易產生交聯,對產品分子量損失也不大。 c.接枝共聚生產技術。 接枝共聚是指大分子鏈上通過化學鍵結合適當的支鏈或功能性側基,從而將兩種性質不同的聚合物接枝在一起,形成性能特殊的接枝物的反應所形成的產物稱作接枝共聚物,性能取決于主鏈和支鏈的組成、結構、長度以及支鏈數,例如如果接枝物支鏈長,則其性質類似共混物,若支鏈短而多,接枝物的性質則類似無規共聚物。
其反應過程為:首先要形成活性接枝點,各種聚合的引發劑或催化劑都能為接枝共聚提供活性種,而后產生接枝點。當活性點處于鏈的末端時,聚合后將形成嵌段共聚物;而當活性點處于鏈段中間時,聚合后方能形成接枝共聚物。目前,聚合物的接枝改性技術已成為擴大聚合物應用領域,改善高分子材料性能的一種簡便易行、科學高效的方法。 |
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