專利名稱：低濃度聚丙烯酰胺溶液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低濃度聚丙烯酰胺溶液的制備方法，屬于水溶性高分子合成。
背景技術(shù)：
聚丙烯酰胺(Polyacrylamide簡稱PAM)是一種水溶性高分子助劑，具有增稠、絮 凝、助沉和穩(wěn)定膠體等功能，將PAM進行陰離子或陽離子改性可以得到陰離子聚丙烯酰胺 或陽離子聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺及其衍生物被廣泛用于采油、礦業(yè)、造紙、涂料、環(huán)保及醫(yī) 學(xué)生物等很多領(lǐng)域。 目前，國內(nèi)外聚丙烯酰胺的生產(chǎn)大都采用水溶液聚合法。水溶液聚合法可制得聚 丙烯酰胺膠體或粉狀產(chǎn)品。 一般聚丙烯酰胺膠體采用8% 10%的丙烯酰胺水溶液在引發(fā) 劑作用下直接聚合而得，聚丙烯酰胺干粉則多用25% 30%丙烯酰胺水溶液進行中濃度 聚合。采用8% 10%的丙烯酰胺水溶液制聚丙烯酰胺膠體時，如果要得到高相對摩爾質(zhì) 量的產(chǎn)品，單體丙烯酰胺需要進行精制脫除雜質(zhì)，還需要通氮氣進行除氧，不僅增加了操作 的步驟和費用，而且精制時容易引起單體自聚。用25% 30%丙烯酰胺水溶液進行的中 濃度的聚合，其產(chǎn)物不能直接用水稀釋，必須通過造粒、捏合、干燥等工序脫去70%以上的 水分，再經(jīng)粉碎后制得固體聚丙烯酰胺，然后再加水進行溶解。 一般情況下，聚丙烯酰胺是 以稀水溶液的形式使用的，因此得到的固體聚丙烯酰胺在使用時需要再次溶解。在不需要 遠距離運輸?shù)那闆r下，制備能直接進行稀釋的低濃度丙烯酰胺溶液，省去了干燥、再溶解工 序，不僅簡化了工藝，而且節(jié)約了能量，是一種工藝簡單經(jīng)濟可行的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低濃度聚丙烯酰胺溶液的制備方法，其產(chǎn)品可以直接在 原聚合設(shè)備內(nèi)繼續(xù)加水稀釋后，進行Mannich陽離子化改性制備陽離子聚丙烯酰胺，也可 以直接用作高分子乳化劑、粘合劑等。 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，低濃度聚丙烯酰胺溶液的制備方法，其特征是以濃 度為6% 12%的工業(yè)級丙烯酰胺水溶液為原料，過硫酸鉀為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉 為絡(luò)合劑，異丙醇為相對摩爾質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，乙二胺、醋酸、水楊酸鈉、Cu"為反應(yīng)助劑，加入設(shè) 有攪拌器、回流冷凝器和溫度計的制備設(shè)備中，調(diào)節(jié)pH值為7 8，在35°C 85°C的條件下 聚合反應(yīng)2 6小時后，制得濃度為6% 12%的聚丙烯酰胺溶液。 所述的過硫酸鉀相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為0. 03% 2. 0%，過硫酸 鉀的加入量越小，聚合物的相對摩爾質(zhì)量越大。 所述的乙二胺相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為0.03% 1.5%，優(yōu)選 0. 06% 1. 0%。 所述的醋酸相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為0.03% 1.5%，優(yōu)選 0. 06% 1. 0%。 所述的水楊酸鈉相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為0. 0005% 0. 005%，優(yōu)
3選O. 001% 0. 003%。 所述的Cu"選自硫酸銅、硝酸銅、氯化銅等所有可溶于水的二價銅的鹽類，可以是 單一的二價銅鹽，也可以是任意的二價銅鹽的混合物，Cu"相對于丙烯酰胺水溶液的重量百 分比為0. 00003% 0. 001%，優(yōu)選0. 0001 % 0. 0005%。 所述的異丙醇相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為1.0% 15%，異丙醇的加 入量越大，聚合物的相對摩爾質(zhì)量越小。 所述的乙二胺四乙酸二鈉相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為0.05% 1. 0%。 本發(fā)明是一種工藝簡單經(jīng)濟可行的制備聚丙烯酰胺溶液的方法，以工業(yè)丙烯酰胺 為原料，選用異丙醇為相對摩爾質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，選用乙二胺四乙酸二鈉為絡(luò)合劑，加入引發(fā)劑 過硫酸鉀及反應(yīng)助劑，在35°C 85t:下進行聚合反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)異丙醇用量、引發(fā)劑用量、 反應(yīng)助劑用量及聚合溫度，合成相對摩爾質(zhì)量在2X 104 4X 106范圍、濃度為6% 12% 的聚丙烯酰胺溶液。制得聚丙烯酰胺溶液可以直接在原聚合設(shè)備內(nèi)繼續(xù)加水稀釋后，進行 Mannich陽離子化改性制備陽離子聚丙烯酰胺，也可以直接用作高分子乳化劑、粘合劑等。 工業(yè)級丙烯酰胺不經(jīng)過精制可直接進行水溶液聚合，工藝簡單，工序少，流程短，節(jié)約能源， 有很好的推廣應(yīng)用價值。
具體實施例方式
在0. 5L四頸瓶上安裝攪拌器、回流冷凝器和溫度計，加入200g濃度7%的丙烯 酰胺水溶液后，加入32g濃度為3X絡(luò)合劑乙二胺四乙酸二鈉，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值為 7 8，體系溫度升至5(TC后，加入2. 8ml濃度為10 %的引發(fā)劑過硫酸鉀水溶液、1. 8ml乙 二胺、2. Oml醋酸、2. 6ml濃度為0. 01%的水楊酸鈉水溶液及1. 2ml濃度為0. 001 %的Cu2+ 水溶液，在5(TC下反應(yīng)2小時，降溫，出料，得到聚丙烯酰胺溶液。產(chǎn)物的相對摩爾質(zhì)量為 3. 74X 106。
權(quán)利要求
一種低濃度聚丙烯酰胺溶液的制備方法，其特征是以濃度為6％～12％的工業(yè)級丙烯酰胺水溶液為原料，過硫酸鉀為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉為絡(luò)合劑，異丙醇為相對摩爾質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，乙二胺、醋酸、水楊酸鈉、Cu2+為反應(yīng)助劑，加入設(shè)有攪拌器、回流冷凝器和溫度計的聚合設(shè)備中，調(diào)節(jié)pH值為7～8，在35℃～85℃的條件下聚合反應(yīng)2～6小時后，制得聚丙烯酰胺溶液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的過硫酸鉀相對于丙烯酰胺水溶液 的重量百分比為0. 03% 2. 0%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的乙二胺相對于丙烯酰胺水溶液的 重量百分比為O. 03% 1.5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的醋酸相對于丙烯酰胺水溶液的重 量百分比為0. 03% 1. 5%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的水楊酸鈉相對于丙烯酰胺水溶液 的重量百分比為0. 0005% 0. 005%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的Cu2+選自硫酸銅、硝酸銅、氯化銅 等所有可溶于水的二價銅的鹽類，可以是單一的二價銅鹽，也可以是任意的二價銅鹽的混 合物，Cu"相對于丙烯酰胺水溶液的重量百分比為0. 00003% 0. 001%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的異丙醇相對于丙烯酰胺水溶液的 重量百分比為1.0% 15%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是所述的乙二胺四乙酸二鈉相對于丙烯酰 胺水溶液的重量百分比為0. 05% 1. 0%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低濃度聚丙烯酰胺溶液的制備方法，是以濃度為6％～12％的工業(yè)級丙烯酰胺水溶液為原料，過硫酸鉀為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉為絡(luò)合劑，異丙醇為相對摩爾質(zhì)量調(diào)節(jié)劑，乙二胺、醋酸、水楊酸鈉、Cu2+為反應(yīng)助劑，加入設(shè)有攪拌器、回流冷凝器和溫度計的聚合設(shè)備中，調(diào)節(jié)pH值為7～8，在35℃～85℃的條件下聚合反應(yīng)2～6小時后，制得聚丙烯酰胺溶液。本發(fā)明工藝簡單，工序少，流程短，節(jié)約能源，經(jīng)濟可行，制得的聚丙烯酰胺溶液可以直接在原聚合設(shè)備內(nèi)繼續(xù)加水稀釋后，進Mannich陽離子化改性制備陽離子聚丙烯酰胺，也可以直接用作高分子乳化劑、粘合劑等，有很好的推廣應(yīng)用價值。
文檔編號C08F2/38GK101704912SQ20091021291
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者王雅瓊, 許文林 申請人:揚州大學(xué)