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聚丙烯酰胺(PAM)是通过丙烯酰胺单体经自由基聚合得到的线型高分子聚合物,广泛运用于石油开采、水处理、化工、冶金、造纸等领域。石油开采是目前国内PAM用量最大的领域。水处理是国内PAM第二大消费领域。在城市污水处理方面,PAM主要用于污泥脱水,少部分用于废水澄清。PAM在造纸行业中主要用作助留剂、干增强剂和废水处理的絮凝剂。我国是造纸生产和消费大国,对造纸助剂的需求非常旺盛。另外PAM在采矿、煤炭、粘合剂、皮革复鞣剂等领域也得到良好的利用。
分子量是决定聚丙烯酰胺性能的一个关键因素。分子量越高的聚丙烯酰胺在石油开采、水处理等领域的使用性能越好。另外,聚丙烯酰胺在使用过程中一般是先溶解在水溶液中,再进行使用。而分子量越高的聚丙烯酰胺在水中的溶解速度越慢。因此,提高溶解速度能够提高高分子量聚丙烯酰胺的使用性能。
一种耐温聚丙烯酰胺的制备方法,包括以下步骤:
在烧杯中称取体积分数为20%的丙烯酰胺溶液99.86g,称取体积分数为10%的过硫酸铵溶液0.14g,在搅拌条件下加入到丙烯酰胺溶液中,此时将烧杯转入水浴锅内,升温至60℃,慢慢搅拌,观察溶液粘度变化。30分钟后停止加热得到聚丙烯酰胺。
将得到聚丙烯酰胺配制成5%的溶液,然后称取90.9g,加入质量为9.1g的10%氢氧化钠溶液,加热至90℃进行水解。30分钟后取出得到水解聚丙烯酰胺胶体。称取水解聚丙烯酰胺胶体99.5g,放入捏合机中,同时加入质量为0.5g的石墨烯,捏合机运行15分钟出料即得到耐温聚丙烯酰胺。
一种高分子阳离子聚丙烯酰胺制备方法,包括以下步骤:
步骤1、将丙烯腈与纯水按重量比为1∶7的比例混合后置入反应容器, 并加入骨架兰尼铜催化剂,加热到80-140℃,精制丙烯酰胺水溶液;
步骤2、将上述所得丙烯酰胺水溶液加热提纯,再进行真空闪蒸,得40% 浓度的丙烯酰胺水溶液;将所得40%浓度的丙烯酰胺水溶液用氨水调PH值 到12;
步骤3、将上述所得40%浓度的丙烯酰胺水溶液置入配料釜,然后,加 树脂去离子,充氮除氧,提取纯净的丙烯酰胺水溶液;
步骤4、将上述所得纯净的丙烯酰胺水溶液加水和引发剂T50置入聚合 槽,然后,通过卤灯光照射进行聚合反应,照射温度至79℃,反应时间为 4小时,聚合生成聚丙烯酰胺;
步骤5、将上述所得聚丙烯酰胺置入粗造粒机进行粗造粒,然后,将 粗造粒后的聚丙烯酰胺置入细造粒机进行细造粒,得3-5mm的聚丙烯酰胺 颗粒;
步骤6、将上述所得聚丙烯酰胺颗粒置入回转穿流机进行干燥,温度 控制在95-100℃,然后,再进入振动流化床进行干燥,温度控制在75-80 ℃;
步骤7、将上述干燥后的聚丙烯酰胺颗粒经筛分机筛分,再进入磨粉机 磨粉,最后,包装入库。
基于上述,在步骤1中,所述的催化剂是骨架兰尼铜催化剂和微生物催 化剂。
一种两步法制备速溶型高分子量聚丙烯酰胺的方法,采用反相悬浮聚合的方法制备聚丙烯酰胺颗粒,包括以下步骤:
将300g环己烷加入1L的四口烧瓶中,加入1.15g失水山梨醇单硬脂酸酯和1g HLB值为3的蔗糖脂肪酸酯,加热至溶解。用烧杯将95g丙烯酰胺以及0.8g过硫酸钾溶于200g水中,氮气气氛下,加入四口烧瓶中;在四口烧瓶中加入水解剂,所述的水解剂为质量比5:1的氢氧化钠与碳酸钠的混合物,所述水解剂的用量为丙烯酰胺单体质量的15%。转速400rpm,通氮气,搅拌30分钟,温度保持在40℃。加热至70℃,反应2小时,升温至75℃保温1小时,得到初级粒子。将初级粒子进行水解,水解温度为80℃,水解时间为8小时。在另一烧瓶中,加入20g乙醇和100g水,配成混合溶液。将醇-水混合溶液滴加入四口烧瓶中,半小时内滴加完毕,继续搅拌半小时。共沸除水,得到白色固体颗粒,平均粒径350μm。
[1] [中国发明] CN201810650406.2 一种耐温聚丙烯酰胺的制备方法
[2] [中国发明,中国发明授权] CN200710189623.8 高分子阳离子聚丙烯酰胺制备方法
[3] [中国发明,中国发明授权] CN201810477756.3 一种两步法制备速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的方法