聚丙烯酰胺的生產(chǎn)
時(shí)間：2022-01-29 09:13:51
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聚丙烯酰胺的生產(chǎn)包括兩個(gè)過(guò)程：
（1）水解過(guò)程
聚丙烯酰胺是以丙烯腈為原料于水相中在催化劑的作用下水合反 應(yīng)而成的。 從 60 年代的硫酸水合法到 70 年代骨架銅為催化劑的催化水合 法，前者因?yàn)楫a(chǎn)品純度低、收效低、產(chǎn)生大量的還硫酸鹽和廢液，所 以已被淘汰。后者則因?yàn)樾枰邷馗邏?，一次轉(zhuǎn)化率低，以及一些銅 離子齊聚物的存在而影響產(chǎn)品質(zhì)量。而在 80 年代開(kāi)發(fā)的利用生物酶 做催化劑的微生物催化法，不僅具有高活性、高選擇性、高收率、低 耗能、低成本、丙稀腈反應(yīng)完全、無(wú)齊聚物等副產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)，而且可 以在常溫常壓下進(jìn)行，減少三廢產(chǎn)生。 采用骨架銅作為催化劑，由丙烯腈水解聚丙烯酰胺，轉(zhuǎn)化率僅為 97%~98%，由化學(xué)法合成的聚丙烯酰胺聚合生成的聚聚丙烯酰胺分子質(zhì) 量很難超過(guò) 1200 萬(wàn)，而采用生物法即采用丙烯腈水合酶催化合成， 其轉(zhuǎn)化率達(dá) 99.9%以上，比化學(xué)法成本低 10%以上，聚合生成聚丙烯 酰胺分子質(zhì)量可達(dá) 2000 萬(wàn)以上。 生化催化法原理極為簡(jiǎn)單，選用紅球菌酶為酶種，生化催化劑是 浮液，為間歇操作，在 30℃，101.3kPa 下進(jìn)行，合成聚丙烯酰胺水溶 液濃度為 6％-35％，反應(yīng) l~5h。經(jīng)濾去催化劑，可直接用于聚合。生 產(chǎn)聚聚丙烯酰胺需丙烯腈 750kg、催化劑 1kg。反應(yīng)在水溶液內(nèi)進(jìn)行， 聚丙烯酰胺溶液不含雜質(zhì)。
（2）聚合過(guò)程
聚合反應(yīng)是指在聚丙烯酰胺通過(guò)引發(fā)劑引發(fā)與輻射引發(fā)的情況下 進(jìn)行聚合。聚合方法有：水溶液聚合、有機(jī)溶劑聚合、乳液聚合、懸 浮液聚合及本體聚合等，使聚丙烯酰胺均聚。 需要說(shuō)明的是，現(xiàn)在市場(chǎng)有聚丙烯酰胺銷售，也就是說(shuō)我們可以不用水解過(guò)程。
影響聚丙烯酰胺聚合反應(yīng)的主要因素
（1）溫度 化學(xué)反應(yīng)速度與溫度成正比。溫度越高，反應(yīng)速度越快，熱分解 增加引發(fā)劑帶電離子。反應(yīng)極限：60℃。 降溫方式：通入氮?dú)?，?qū)趕氧氣。
（2） 引發(fā)劑濃度 當(dāng)聚合反應(yīng)平衡以后，活性中心產(chǎn)生的速度等于鏈終止的速度。 如果反應(yīng)速度太快，會(huì)導(dǎo)致分子量過(guò)低或形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
（3） 單體濃度：?jiǎn)误w濃度過(guò)高會(huì)影響分子之間的接觸，以至總反應(yīng) 速度降低。
（4） 干燥方法
a) 聚合膠體干燥法
b) 溶液萃取干燥法：甲醇、丙酮
c) 聚合產(chǎn)品加入熱穩(wěn)定劑干燥法 金屬鹽、尿素、硫脲、平平加
d) 乳液干燥法：?jiǎn)误w溶解于乳液后進(jìn)行聚合，***后蒸餾去除溶劑
