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聚丙烯酰胺的生產(chǎn)

時(shí)間:2022-01-29 09:13:51 來(lái)源: 瀏覽|:1312次

聚丙烯酰胺的生產(chǎn)包括兩個(gè)過程: 
 
    (1)水解過程
 
      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 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)聚合過程 
 

    聚合反應(yīng)是指在聚丙烯酰胺通過引發(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)致分子量過低或形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
 
  (3) 單體濃度:?jiǎn)误w濃度過高會(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 

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