專利名稱：超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法
超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酰胺共聚物的制備方法，特別是一種超高分子量聚丙烯酰胺 的制備方法。
背景技術(shù)：
目前，高相對(duì)分子質(zhì)量陰離子型聚丙烯酰胺主要采用兩種水溶液聚合方法制備 一種是在丙烯酰胺聚合過程中加入水解劑，進(jìn)行聚合同時(shí)水解的“一步法”，其優(yōu)點(diǎn)是制備 工藝簡(jiǎn)單，聚合物水解均勻、溶解性好，但是在制備過程中會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、氨氣等 有害氣體，污染環(huán)境，且不易制備超高分子量陰離子型聚丙烯酰胺；另一種是在丙烯酰胺水 溶液聚合過程中不加入水解劑，進(jìn)行聚合后才加入水解劑進(jìn)行水解的“二步法”，其優(yōu)點(diǎn)是 可以制備高分子量陰離子型聚丙烯酰胺，但是其聚合工藝復(fù)雜，水解不均勻，并且在制備過 程中也會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳、氨類等有害氣體而污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有“一步法”、“二步法”的不足，提供一種超高分子 量聚丙烯酰胺的制備方法，該制備方法不用加入水解劑，不會(huì)產(chǎn)生有害氣體，不污染環(huán)境， 可制備出溶解性好、相對(duì)分子質(zhì)量超高的丙烯酰胺共聚物。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括以下步驟在聚合釜中加入丙烯酰胺單體水 溶液、助劑、復(fù)合引發(fā)劑，通入高純氮?dú)猓?qū)氧進(jìn)行絕熱共聚合，然后進(jìn)行造粒、烘干、粉碎得 到最終產(chǎn)物，其改進(jìn)之處在于在聚合釜中加入用于水解的丙烯酸鈉單體水溶液，并加入提 高相對(duì)分子質(zhì)量的鏈增長(zhǎng)劑；所述丙烯酰胺和丙烯酸鈉單體水溶液組成的混合單體的濃度 為10 40%，丙烯酸鈉單體水溶液的加入量為混合單體總量的10 60% ；鏈增長(zhǎng)劑的加 入量為混合單體總量的0. 001 0. 5% ；復(fù)合引發(fā)劑是氧化-還原劑和偶氮類引發(fā)劑，氧 化-還原劑的加入量為混合單體總量的0. 0005 0. 3%，偶氮類引發(fā)劑的加入量為混合單 體總量的0. 0002 0. 1 % ；助劑是絡(luò)合劑和增溶劑，絡(luò)合劑的加入量為混合單體總量的0 0. 6%，增溶劑的加入量為混合單體總量的0. 05 10% ；上述超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法中，所述丙烯酰胺單體水溶液的濃度為 M%，丙烯酸鈉單體水溶液的濃度為80% ；上述超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法中，所述鏈增長(zhǎng)劑為C12 C24脂肪胺類或 硼酸鹽類化合物的反應(yīng)產(chǎn)物；上述超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法中，所述氧化劑為過硫酸鉀或過硫酸鈉或 過硫酸銨；還原劑為亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或甲醛次亞硫酸氫鈉或四甲基乙二銨或β-二 甲氨基丙腈或乙醇胺；偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或2，2'-偶氮雙(2-脒基丙烷)二 鹽酸鹽或4，4'-偶氮雙(4-氰基戊酸)二鹽酸鹽；上述超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法中，所述絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸或乙二胺 四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸四鈉；增溶劑為尿素或甲酸鈉或異丙醇；
上述超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法中，水溶液共聚合引發(fā)溫度為3 25°C， 聚合時(shí)間為3 他。相較于現(xiàn)有的高相對(duì)分子質(zhì)量聚丙烯酰胺的制備方法，本發(fā)明的有益效果在于 用丙烯酸鈉進(jìn)行水解，在聚合過程中或者聚合后均不加入水解劑，所以不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、 氨氣等有害氣體，不污染環(huán)境，系環(huán)境友好生產(chǎn)方法；在聚合配方中加入適量鏈增長(zhǎng)劑，可 獲得理想的陰離子型丙烯酰胺共聚物，使其相對(duì)分子質(zhì)量大大提高；加入增溶劑可提高產(chǎn) 品的溶解性。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 本實(shí)施例中的氧化劑采用過硫酸銨，還原劑采用亞硫酸氫鈉，偶氮類引 發(fā)劑采用4，4'-偶氮雙(4-氰基戊酸)二鹽酸鹽(以下簡(jiǎn)稱V-44)，絡(luò)合劑采用乙二胺四 乙酸，增溶劑采用尿素。將477. 6kg無(wú)離子水放入聚合釜內(nèi)，調(diào)整溫度至5°C，在通入氮?dú)?下依次加入濃度為M%的丙烯酰胺單體水溶液137^g、濃度為80%的丙烯酸鈉單體水溶 液137. 5kg、0. 88kg的鏈增加劑BC-18、尿素8. 8kg、乙二胺四乙酸0. 02kg，用10% NaCO3水 溶液調(diào)節(jié)PH值為9 士 0. 5，繼續(xù)通氮30min后依次加入0. 05kg亞硫酸氫鈉、0. 08kg的V-44、 0. 09kg過硫酸銨，再經(jīng)過20min左右，釜內(nèi)物料開始發(fā)粘，并開始升溫，停止通氮，進(jìn)行絕熱 聚合，4h后釜內(nèi)溫度達(dá)到82°C，待30min后放料，造粒、烘干、粉碎得到相對(duì)分子質(zhì)量3278 萬(wàn)的陰離子型丙烯酰胺共聚物。實(shí)施例2 本實(shí)施例中的氧化劑采用過硫酸銨，還原劑采用亞硫酸氫鈉，偶氮類引 發(fā)劑采用V-44，絡(luò)合劑采用乙二胺四乙酸，增溶劑采用尿素。將476. 3kg無(wú)離子水放入聚合釜內(nèi)，調(diào)整溫度至5°C，在通入氮?dú)庀乱来渭尤霛舛葹?br> 的丙烯酰胺單體水溶液137^g、濃度為80%的丙烯酸鈉單體水溶液137. 5kg,0. 88kg的鏈 增加劑BC-18、尿素8. 8kg,乙二胺四乙酸0. 02kg,用10 % NaCO3水溶液調(diào)節(jié)PH值為9 士 0. 5， 繼續(xù)通氮30min后依次加入0. 05kg亞硫酸氫鈉、0. 08kg的V_44、0. 09kg過硫酸銨，再經(jīng)過 20min左右，釜內(nèi)物料開始發(fā)粘，并開始升溫，停止通氮，進(jìn)行絕熱聚合，3.證后釜內(nèi)溫度達(dá) 到84. 5°C，待30min后放料，造粒、烘干、粉碎得到溶解性不好的產(chǎn)品，因嚴(yán)重交聯(lián)，無(wú)法測(cè) 定相對(duì)分子質(zhì)量。實(shí)施例3 除BC-18的加入量為0. 44kg外其余同實(shí)施例1。結(jié)果得到相對(duì)分子質(zhì) 量1232萬(wàn)的共聚物。實(shí)施例4:除V-44的加入量為0.02kg外其余同實(shí)施例1。結(jié)果聚合IOh后，釜內(nèi) 溫度達(dá)到72°C，得到的產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量為1460萬(wàn)。實(shí)施例5:除V-44的加入量為0.2kg外其余同實(shí)施例1。結(jié)果聚合池后，釜內(nèi)溫 度達(dá)到84°C，得到的產(chǎn)品相對(duì)分子質(zhì)量為13 萬(wàn)。上述實(shí)施例僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限定本發(fā)明的范圍，在運(yùn)用時(shí)，可 根據(jù)實(shí)際需要對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行簡(jiǎn)化或者等效變化。
權(quán)利要求
1.一種超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，在聚合釜中加入丙烯酰胺單體水溶液、助 劑、復(fù)合引發(fā)劑，通入高純氮?dú)?，?qū)氧進(jìn)行絕熱共聚合，然后進(jìn)行造粒、烘干、粉碎得到最終 產(chǎn)物，其特征在于在聚合釜中加入用于水解的丙烯酸鈉單體水溶液，并加入提高相對(duì)分子 質(zhì)量的鏈增長(zhǎng)劑；丙烯酰胺和丙烯酸鈉單體水溶液組成的混合單體的濃度為10 40%，丙 烯酸鈉單體水溶液的加入量為混合單體總量的10 60% ；鏈增長(zhǎng)劑的加入量為混合單體 總量的0. 001 0. 5% ；復(fù)合引發(fā)劑是氧化-還原劑和偶氮類引發(fā)劑，氧化-還原劑的加入 量為混合單體總量的0. 0005 0. 3 %，偶氮類引發(fā)劑的加入量為混合單體總量的0. 0002 0. ；助劑是絡(luò)合劑和增溶劑，絡(luò)合劑的加入量為混合單體總量的0 0. 6%，增溶劑的加 入量為混合單體總量的0. 05 10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于丙烯酰胺 單體水溶液的濃度為，丙烯酸鈉單體水溶液的濃度為80%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于鏈增長(zhǎng)劑 為C12 CM脂肪胺類或硼酸鹽類化合物的反應(yīng)產(chǎn)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于氧化劑為 過硫酸鉀或過硫酸鈉或過硫酸銨；還原劑為亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉或甲醛次亞硫酸氫鈉或 四甲基乙二銨或二甲氨基丙腈或乙醇胺；偶氮類引發(fā)劑為偶氮二異丁腈或2，2'-偶 氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽或4，4'-偶氮雙(4-氰基戊酸)二鹽酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于絡(luò)合劑為 乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二鈉或乙二胺四乙酸四鈉；增溶劑為尿素或甲酸鈉或異丙
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于水溶液共 聚合引發(fā)溫度為3 25°C，聚合時(shí)間為3 他。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量聚丙烯酰胺的制備方法，在聚合釜中加入丙烯酰胺和丙烯酸鈉混合單體水溶液、鏈增加劑、助劑、復(fù)合引發(fā)劑，通入高純氮?dú)膺M(jìn)行絕熱共聚合，然后進(jìn)行造粒、烘干、粉碎得到相對(duì)分子質(zhì)量超高的陰離子型丙烯酰胺共聚物。由于在聚合過程中不加入水解劑，則不產(chǎn)生二氧化碳、氨氣等有害氣體，不污染環(huán)境。
文檔編號(hào)C08F2/10GK102127188SQ20101000104
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者劉哲峰, 車吉泰 申請(qǐng)人:撫順市龍鳳化工廠