微波合成高分子量聚丙烯酰胺
发布日期：2018-03-27 08:26:41 浏览次数：366
聚丙烯酰胺作为一种重要的水溶性高分子聚合物，在污水处理、矿业、造纸、石油开采、轻纺、建筑等领域已得到广泛应用。聚丙烯酰胺 的主要合成方法有：水溶液聚合、悬浮聚合、反向乳液聚合和光引发聚合。目前国内多是是采用聚合釜间歇式生产聚丙烯酰胺，采用的聚合法主要是水溶液聚合和悬浮聚合法，虽然工艺设备简单，但是存在生产效率低、散热难、能耗大等问题，而国外的高端产品多是以连续化生产方式为主。
微波加热技术与传统电力、热力加热相比较的优点是高效节能、环境友好、操作简单。采用微波加热化学反应可以缩短反应时间、提高产量、减少副产物，也为聚合反应的研究提供了新的思维方法。目前，关于微波技术在高分子合成方面的报道已屡见不鲜，但关于该技术在聚丙烯酰胺 聚合方面应用的很少有报道。
在微波辐照引发聚合下，聚丙烯酰胺的分子量可以在短时间达到很高水平，当聚合反应的辐照反应时间为 8 min 时聚丙烯酰胺 的分子量达到最高。其原因是微波可以通过离子传导和极性分子的偶极旋转两种方式直接将能量传递到物质上，可以大幅度提高反应物分子间碰撞频率，加快反应速率，另一方面，微波所产生的电磁场可以直接作用引发剂和单体分子间而引起“非热效应”起到了助催化作用，基于以上两个原因聚丙烯酰胺 的分子量可以在很短的反应时间达到很高水平。但辐照时间太过长，超过8 min 又会导致大分子链的断裂，表现为聚合物分子量下降。
聚丙烯酰胺 在造粒、粉碎等环节其分子量也会发生变化。将聚丙烯酰胺 溶于饱和 NaNO3溶液配制成质量浓度为 0.35%的聚合物溶液，以考察剪切作用对聚丙烯酰胺分子量和溶液黏度的影响。随着剪切时间的延长，聚丙烯酰胺分子量逐渐减小，聚丙烯酰胺溶液的黏度也逐渐下降，但分子量的下降趋势随剪切时间的延长又趋于缓和，这与文献报道的相一致。当剪切速度加快时，乳化作用明显，以 2 000 r/min 的速度搅拌 10 min，聚丙烯酰胺 分子量下降了 27.6%。而将聚丙烯酰胺 溶液以 1000 r/min 的速度剪切 10 min 后，其分子量只下降 13.6%，说明剪切速度越大对聚丙烯酰胺 分子量的破坏越明显。
在微波辐照引发聚合下，聚丙烯酰胺的分子量可以在短时间达到很高水平，当聚合反应的辐照反应时间为 8 min 时聚丙烯酰胺 的分子量达到最高。其原因是微波可以通过离子传导和极性分子的偶极旋转两种方式直接将能量传递到物质上，可以大幅度提高反应物分子间碰撞频率，加快反应速率，另一方面，微波所产生的电磁场可以直接作用引发剂和单体分子间而引起“非热效应”起到了助催化作用，基于以上两个原因聚丙烯酰胺 的分子量可以在很短的反应时间达到很高水平。但辐照时间太过长，超过8 min 又会导致大分子链的断裂，表现为聚合物分子量下降。
聚丙烯酰胺 在造粒、粉碎等环节其分子量也会发生变化。将聚丙烯酰胺 溶于饱和 NaNO3溶液配制成质量浓度为 0.35%的聚合物溶液，以考察剪切作用对聚丙烯酰胺分子量和溶液黏度的影响。随着剪切时间的延长，聚丙烯酰胺分子量逐渐减小，聚丙烯酰胺溶液的黏度也逐渐下降，但分子量的下降趋势随剪切时间的延长又趋于缓和，这与文献报道的相一致。当剪切速度加快时，乳化作用明显，以 2 000 r/min 的速度搅拌 10 min，聚丙烯酰胺 分子量下降了 27.6%。而将聚丙烯酰胺 溶液以 1000 r/min 的速度剪切 10 min 后，其分子量只下降 13.6%，说明剪切速度越大对聚丙烯酰胺 分子量的破坏越明显。
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