【专业知识】丙烯酰胺微乳液聚合技术进展
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丙烯酰胺的乳液聚合丙烯酰胺乳液聚合是一种重要的聚合反应,广泛应用于涂料、纺织品、胶粘剂等领域。
本文将从丙烯酰胺的性质、乳液聚合的原理、应用领域等方面进行介绍。
我们来了解一下丙烯酰胺的性质。
丙烯酰胺是一种无色、无味、无毒的液体,具有良好的溶解性和活性。
它具有高度的反应活性,能与许多物质发生聚合反应。
丙烯酰胺的聚合反应是由于其分子中的亲电基团与亲核基团之间的反应而发生的。
乳液聚合是一种以水为溶剂,通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中进行聚合的方法。
乳液聚合的原理是通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中形成乳液,然后加入引发剂,在适当的条件下触发聚合反应。
乳液聚合的过程中,乳化剂起到了稳定乳液的作用,使丙烯酰胺能够均匀分散在水中,避免了团聚和沉淀。
乳液聚合具有许多优点。
首先,乳液聚合过程中无需使用有机溶剂,减少了对环境的污染和操作的危险性。
其次,乳液聚合可以得到高分子量的聚合物,具有良好的物理性能和化学稳定性。
另外,乳液聚合可以控制聚合反应的速率和程度,得到所需的聚合物结构和性能。
丙烯酰胺乳液聚合在许多领域都有广泛的应用。
在涂料领域,丙烯酰胺乳液聚合可以用于制备高性能的水性涂料,具有优异的耐候性和附着力。
在纺织品领域,丙烯酰胺乳液聚合可以用于改善纺织品的柔软性、耐磨性和抗皱性。
在胶粘剂领域,丙烯酰胺乳液聚合可以用于制备具有高粘接强度和耐化学性的胶粘剂。
丙烯酰胺乳液聚合是一种重要的聚合反应,具有许多优点和广泛的应用。
通过乳化剂将丙烯酰胺分散在水中,可以得到高分子量的聚合物,具有良好的物理性能和化学稳定性。
丙烯酰胺乳液聚合在涂料、纺织品、胶粘剂等领域有着广泛的应用前景。
未来,随着科技的发展和人们对环境友好型产品的需求增加,丙烯酰胺乳液聚合技术将会得到更加广泛的应用和发展。
专题与综述收稿日期:2009-10-09;修回日期:2009-11-10。
基金项目:广东省自然科学基金(9452840301003542);中山市科技计划项目(20092A203);电子科技大学中山学院科研启动基金(408YKQ04)资助。
作者简介:黄增芳(1976-),河南鹤壁人,博士,主要从事水性高分子胶粘剂和高分子复合材料等方面的研究。
E-mail :hzf105@ 通讯作者:瞿晓岳。
丙烯酸酯乳液聚合及其在胶粘剂中的应用研究进展黄增芳,谢辉,马军现,刘常坤,瞿晓岳(电子科技大学中山学院化学与生物系,广东中山528402)摘要:综述了国内外几种丙烯酸酯乳液聚合的制备方法,包括在可聚合乳化剂作用下的乳液聚合、核/壳种子乳液聚合、辐射乳液聚合及聚氨酯/丙烯酸酯复合乳液。
介绍了其在胶粘剂中的应用,并对其发展前景作了展望。
关键词:丙烯酸酯;可聚合乳化剂;核/壳种子;乳液聚合;辐射;聚氨酯中图分类号:TQ433.436文献标识码:A文章编号:1004-2849(2010)01-0053-050前言乳液聚合技术起源于20世纪早期,30年代用于工业生产,目前乳液聚合法已应用于高分子科学和技术等重要领域中。
在自由基聚合反应的四种实施方法中,乳液聚合与本体聚合、溶液聚合和悬浮聚合相比有其独特的优点[1];乳液聚合可以综合几种聚合物的优良性能,是获得性能互补的复合材料的有效途径之一,越来越引起学术界和工业界的重视。
丙烯酸酯类树脂具有耐候性好、硬度高、涂膜光亮、耐热油性佳、耐臭氧性好和抗紫外线强等优点;而以乳液聚合为基础制备的水乳型丙烯酸酯胶粘剂是以水为连续相的,具有成本低廉、安全无毒和环境友好等特点,已成为近几年对水性胶粘剂的研究热点。
近年来,为了制得性能优良的聚丙烯酸酯乳液及其水乳型丙烯酸酯胶粘剂,相继开发了新的乳液聚合方法,其中可聚合乳化剂、核/壳种子、辐射以及聚氨酯(PU )/丙烯酸酯复配乳液聚合已成为国内外研究的热点领域。
基金项目:黑龙江省自然科学基金重点项目(批准号:ZJ G0507)资助;*通讯联系人,于涛,男,教授,研究方向为驱油用聚合物和油田应用化学,E -mail :yutao915@ ;丁伟,男,教授,研究方向为驱油用聚合物和油田应用化学,E -mail :din gwei40@ .丙烯酰胺类聚合物合成方法研究进展于 涛*,李 钟,曲广淼,栾和鑫,杨 翠,童 维,丁 伟*(大庆石油学院化学化工学院,大庆 163318) 摘要:丙烯酰胺类聚合物具有优异的增稠、絮凝、吸湿特性,是水溶性聚合物中重要的品种之一。
本文从水溶液聚合、分散聚合、反相悬浮聚合、反相微乳液聚合、胶束共聚合、双水相聚合、模板聚合、超临界CO 2中聚合、离子液体中聚合和活性 可控自由基聚合等方面对丙烯酰胺类聚合物的合成方法研究作了全面的总结,同时简要评述了各种合成方法的特点,认为反相微乳液聚合、离子液体中聚合及活性 可控自由基聚合等方法具备独特的优势,并对丙烯酰胺类聚合物今后的发展前景作出了预测。
关键词:丙烯酰胺;丙烯酰胺类聚合物;聚合;合成方法丙烯酰胺类聚合物是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的统称[1]。
丙烯酰胺类聚合物是一类具有特殊功能的线形水溶性聚合物,已广泛应用于钻井驱油、水处理、造纸、纺织印染、冶金、土壤改良等诸多领域。
分子量大小在很大程度上决定着产品的用途及功能,高分子量的聚丙烯酰胺(105~107)对许多固体表面和溶解物质有着良好的粘附力,因而应用于增稠、絮凝、阻垢、采油及生物医学材料等领域;中等分子量的可用作造纸行业的纸张干燥剂;低分子量的则用作油墨分散剂。
目前,超高分子量聚丙烯酰胺应用于三次采油时,可有效地提高原油采收率(E OR ),这已成为国内外许多油田保持高产稳产的重大技术措施之一[2]。
目前,国内外在丙烯酰胺功能性单体、合成方法、引发方式等方面研究较多,本文详细综述了近年来丙烯酰胺类聚合物合成上的一些进展。
聚丙烯酰胺反相乳液聚合研究进展摘要:随着现代工业的不断发展,高分子材料在各生产领域都有着广泛地应用。
反相乳液聚合技术的提出与完善,不仅优化了高分子合成的工艺,而且还降低了对环境的损害。
笔者在文章中首先说明了反相乳液聚合的反应机理;其次,介绍了聚丙烯酰胺的合成技术与研究进展;最后,介绍了聚丙烯酰胺在实际生产中的主要用途。
关键词:丙烯酰胺;反相乳液聚合;技术进展引言在以往的聚丙烯酰胺聚合生产中,不仅对工况温度有着严格的要求,而且流程复杂成本高昂。
相比之下,反相乳液聚合技术的引进则令高分子生产技术得到了长足的发展。
由于反相乳液聚合过程中介质较为分散,因此也有利于工况温度的控制。
即使在低温环境中,聚合反应也能够有效地持续进行。
可见,对反相乳液聚合技术原理进行解读,并研究其在生产中的应用就具有重要的实际意义。
一、反相乳液聚合机理(一)胶束成核通常而言,乳液聚合工艺会选择亲水性的引发剂,在反应过程中会逐渐转化为自由基。
并且受到沉析作用的影响,迅速与分解的自由基聚合。
经过对比可以得出,在聚合后粒子的整体大小较此前明显变小,但比表面积却较之前更大。
而且该工艺的反应过程与搅拌并无之间关联,只取决于水相的多少。
不仅如此,乳化剂的分子排列也与传统工艺有所区别,主要表现在胶束热力学的相关参数与单体滴液截然不同。
也正是由于这个原因,在该工艺系统中更有利于自由基的沉析,迅速生产聚合物高分子材料。
(二)均相成核所谓均相成核,就是指在溶解度饱和的情况下,析出的部分离子受到静电的影响所生产的晶核。
通过对反应过程进行观察发现,该工艺系统中并不存在胶束成核所具备的恒速期,反而表现出速率前后浮动的现象。
而且这个速度也仅与搅拌有关,在反应结束后粒子的大小数量级没有改变。
此外,该工艺所使用的引发剂只溶于水,在溶液中分解后自发形成聚合高分子。
二、聚丙烯酰胺的合成方法(一)聚合体系的表征在聚丙烯酰胺的聚合工艺中,首先应该分析乳液的稳定性。
一般而言,在反应中应该在正常室温下进行测量,或者对液滴离子的量级进行前后对比。
丙烯酰胺(AM)共聚物研究进展丙烯酰胺(AM)单体的均聚物或共聚物是一类重要的水溶性聚合物,因其具有絮凝、增稠和表面活性等性能,可广泛用于造纸、纺织、印染、水处理、选矿、油田化学等领域。
尤其是通过引入具有特殊结构的AMPS单体,使聚合物的应用性能得到了进一步的提高,从而使水溶性聚合物的研究迈上了一个台阶.1、聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺类包括聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺和阳离子聚丙烯酰胺,主要用作造纸、水处理、选矿和油田化学品,其中消耗量最大的是三次采油领域,有关资料表明,我国可大规模工业化的聚合物驱油以提高原油采收率的适宜地质储量有43.6×lO5kt,按平均提高采收率8.6%计,能增加可采储量达3.8×lO5kt,需要聚合物2.24×lO3kt.日前国内有50-60家企业生产聚丙烯酰胺,规模大小不等,其中规模较大的是焦作亿生化工厂,大庆油田化学助剂厂、广州化工部聚丙烯酰胺工程技术中心、江西农科化工有限公司、河北京冀油田化学公司和胜利长安实业公司,生产能力已超过60kt/a,基本能满足国内需要,但高质量的品种尚需从国外进口,故今后应把重点放在开发用于三次采油的高质量产品上(如提高产品的相对分子质量、耐温抗盐性和溶解性等)。
两性离子聚丙烯酰胺也是今后发展的方向,目前焦作亿生化工正在新建年产万吨聚丙烯酰胺生产线,在200t/a的中试装置上已经生产出高相对分子质量的产品。
2、丙烯酰胺多元共聚物由于丙烯酰胺均聚物在使用性能上的局限性,使得丙烯酰胺多元共聚物有了大的发展,该类共聚物在油田开发中有广泛的市场,仅作为钻井液处理剂的消耗量就近60kt/a,是20世纪80年代发展起来的一类重要的钻井液处理剂,目前有20多种型号近百种产品。
2、1 钻井液用丙烯酰胺类聚合物20世纪70年代以来,丙烯酰胺类聚合物作为钻井液的絮凝和包被剂而在钻井液中广泛应用,并逐渐发展成为一种低固相不分散钻井液体系,从而有效地控制了地层的造浆,大大地提高了井壁稳定性,在提高钻井速度方面也收到了显著的效果。
丙烯酰胺的聚合丙烯酰胺是一种重要的合成材料,具有广泛的应用领域。
丙烯酰胺的聚合是将单体丙烯酰胺分子通过化学反应连接在一起形成高分子聚合物的过程。
这种聚合反应具有简单、高效、可控性好等优点,因此在工业生产中得到广泛应用。
丙烯酰胺的聚合过程需要一定的反应条件和催化剂。
一般情况下,聚合反应需要在适当的温度和压力下进行。
催化剂的选择也对聚合反应的效果有重要影响。
常用的催化剂有过渡金属离子、酸碱催化剂等。
催化剂的作用是加速反应速率,提高聚合反应的效率。
丙烯酰胺的聚合可以通过不同的反应机制实现。
最常见的是自由基聚合机制和阴离子聚合机制。
自由基聚合机制中,丙烯酰胺单体通过自由基引发剂产生自由基,然后自由基与其他单体发生反应,形成高分子聚合物。
阴离子聚合机制中,丙烯酰胺单体通过阴离子引发剂产生负离子,然后负离子与其他单体发生反应,形成高分子聚合物。
不同的聚合机制对聚合反应的速率和产物性质有一定影响。
丙烯酰胺的聚合产物可以根据不同的用途进行功能修饰。
例如,可以通过共聚合、交联等方法改变聚合物的性质。
共聚合是指将丙烯酰胺与其他单体一起进行聚合,形成共聚物。
共聚物的性质可以根据不同单体的比例来调控。
交联是指将聚合物中的不同链段通过化学反应连接在一起,形成三维网络结构。
交联可以提高聚合物的力学性能和热稳定性。
丙烯酰胺的聚合产物在许多领域具有广泛的应用。
例如,聚丙烯酰胺可以用作水处理剂,用于去除水中的悬浮物、颜色和异味。
聚丙烯酰胺还可以用作土壤改良剂,提高土壤的水分保持能力和结构稳定性。
此外,聚丙烯酰胺还可以用于制备超级吸水材料、药物控释系统和生物医学材料等。
丙烯酰胺的聚合是一种重要的合成过程,可以通过不同的反应机制和功能修饰得到具有不同性质的聚合物。
丙烯酰胺聚合产物在许多领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展,丙烯酰胺的聚合过程和产物的研究将会进一步深入,为人类社会的发展做出更大的贡献。
丙烯酰胺生产技术的发展丙烯酰胺的常规化学生产法有硫酸水合法和铜催化水合法两种,前者工艺过程复杂,后者因反应中会生成加成反应而还有少量加成反应物。
用酶催化丙烯精生产丙烯酰胺。
产品纯度高,选择性好。
目前世界上聚丙烯酰胺都是由丙烯出发制取的,其过程包括3个步骤;合成丙烯腈-合成丙烯酰胺-聚丙烯酰胺单体聚合。
丙烯酰胺的合成有硫酸水合成,催化水合法和生化法。
1硫酸水合法美国氰胺公司采用等摩尔比的丙烯腈和水,在有硫酸并于80到100度的条件下进行水合,先生成丙烯酰胺硫酸盐,然后再有氨《或烧碱,生石灰》中和,结晶分离出丙烯酰胺产品和副产品硫酸铵。
该法优点是易制得结晶单体。
硫酸法是间歇操作,流程复杂,过程中耗用酸,碱,腐蚀设备,生产成本高,且产品纯度低,容易产生副反应,主要生产B-迳基丙烯腈在聚合过程中进一步生产B-氰乙基丙烯酸脂,后者是一种低分子的水不溶物,它的存在影响了聚丙烯酰胺的性能恶化。
2催化水合物美,日两国先后开发了利用骨架铜作催化剂,丙烯晴与水直接反应生成丙烯酰胺的工艺,美国道氏化学公司和日本三井东亚化学公司率先实现了工业化生产。
催化水合法与硫酸水合法相比,其产品纯度高,基本无三废,易实现工业化,目前世界上主要采用催化水合法生成丙烯酰胺,采用的骨架铜。
骨架铜催化剂有CU-CR合金,CU-NI 合金及CU-AL-ZN合金等,反应器采用悬浮床和固定床。
以美国道氏化学公司为代表的固定床连续催化工艺,采用CU-CR催化剂,我国现用CU-AL-ZN骨架铜催化剂固定床连贯催化工艺。
从20世纪60年代起,含铜催化剂的研制开发曾经十分活跃,至今仍有不少新的制备方法及应用,据文献报道,已被开发的常用类型有如下几种。
《1》还原铜,用氢气,一氧化碳,精,碱或碱土金属的硼酸干或甲醛等作为还原硫,还原氧化铜,氢氧化铜或铜盐而得。
《2》雷尼铜,用雷尼合金,(含铜。
铝,锌或锰的合金)浸提而得。
《3》热解金属铜,由甲酸铜或草酸铜等有机铜经高温热解而得,他们往往含有铬,累或其他载体。
丙烯酰胺的生产技术进展摘要:丙烯酰胺是一种酰胺类化合物,丙烯酰胺其实并不能发挥任何的工业利用作用,丙烯酰胺产量的90%以上用于生产丙烯酰胺均聚物或共聚物。
在世界范围内丙烯酰胺的工业生产中,不管是化学法还是生化法的生产方式都是以丙烯腈为原料,在特定的温度、压力和催化剂条件下与水发生水合反应制备丙烯酰胺。
关键词:丙烯酰胺;生产技术;进展前言一般来说,丙烯酰胺的生产方式有两种,分别是硫酸水合法和铜催化水合法。
硫酸水合法过程繁琐,而后者由于加成反应,加成反应物较少。
以丙烯浓缩物为原料,采用酶催化法合成丙烯酰胺。
产品纯度高,选择性好。
当下,世界上聚丙烯酰胺是以丙烯为原料生产的,该工艺包括三个步骤;合成丙烯腈与合成丙烯酰胺聚丙烯酰胺单体聚合。
丙烯酰胺的合成包括硫酸水合成法、催化水法和生化法。
1.丙烯酰胺的工业生产状况化学法是国外生产烯酰胺单体生产装置的主要选择,具有极高的技术覆盖率,少部分选择生化法技术。
提高丙烯腈的转化率和选择性,简化工艺,减少含腈废水的流出量,提高产品质量,是丙烯酰胺生产技术的发展趋势。
国内化学法丙烯酰胺生产工艺起步较晚。
近年来,国内生化法生产丙烯酰胺的技术发展迅速。
从20世纪80年代中期开始,我国开始研究用生化法生产丙烯酰胺。
上海交通大学、北京微生物研究所、石油化工研究所、上海生化工业研究中心等高校和科研部门先后开展了这项研究工作。
1.丙烯酰胺的生产技术2.1硫酸水合法美国氰胺公司使用丙烯腈和具有相同摩尔比的水在80–100度的硫酸存在下水合丙烯酰胺硫酸盐,然后用氨或者烧碱再或者生石灰中和,结晶并分离丙烯酰胺产品和硫酸铵副产品。
这种方法的优点是易于生产结晶单体。
硫酸过程是一个间歇过程,过程复杂,消耗酸、碱和腐蚀设备。
其生产成本高,产品纯度低,易发生副反应。
主要生产b-丙烯腈,在聚合过程中进一步生产b-氰基丙烯酸乙酯。
后者是一种低分子量的水不溶性物质,影响聚丙烯酰胺的性能。
2.2催化水合物美国和日本先后开发了以框架铜为催化剂,丙烯腈与水直接反应制备丙烯酰胺的工艺。
丙烯酰胺的聚合丙烯酰胺是一种重要的合成材料,它可以通过聚合反应得到高分子材料,具有广泛的应用领域。
本文将介绍丙烯酰胺聚合的原理、方法和应用。
一、原理丙烯酰胺的聚合是通过引发剂引发的自由基聚合反应进行的。
在聚合反应中,引发剂引发丙烯酰胺分子中的双键开裂,形成自由基,并与其他丙烯酰胺分子发生反应,逐步形成高分子链。
二、方法1. 自由基聚合自由基聚合是最常用的丙烯酰胺聚合方法之一。
在聚合反应中,引发剂(如过硫酸铵)通过热或光的作用产生活性自由基,引发丙烯酰胺的自由基聚合反应。
聚合反应通常在高温下进行,反应时间较长。
2. 阴离子聚合阴离子聚合是另一种常用的丙烯酰胺聚合方法。
在聚合反应中,引发剂(如碱性物质)引发丙烯酰胺分子的负离子聚合反应。
与自由基聚合相比,阴离子聚合反应速度较快,反应温度较低。
3. 离子聚合离子聚合是一种较新的丙烯酰胺聚合方法。
在聚合反应中,引发剂(如阳离子或阴离子)引发丙烯酰胺分子的正离子或负离子聚合反应。
离子聚合具有高效、高选择性和高产率的特点。
三、应用1. 水处理丙烯酰胺聚合物具有优异的吸附性能,可以用于水处理领域。
它可以吸附水中的杂质,如重金属离子、有机物和悬浮物,从而净化水质。
2. 土壤改良剂丙烯酰胺聚合物具有优异的保水性能和保肥性能,可以用作土壤改良剂。
它可以改善土壤结构,提高土壤保水能力和肥力,促进作物生长。
3. 纺织品添加剂丙烯酰胺聚合物可以作为纺织品的添加剂,改善纺织品的柔软性、手感和耐久性。
它可以增加纺织品的抗皱性和耐磨性,提高纺织品的品质。
4. 医疗材料丙烯酰胺聚合物可以用于制备医疗材料,如人工关节、人工血管和人工皮肤等。
它具有良好的生物相容性和生物降解性,可以与人体组织相容,减少排异反应。
5. 包装材料丙烯酰胺聚合物可以用于制备包装材料,如薄膜、泡沫和胶带等。
它具有良好的柔韧性和抗撕裂性,可以保护包装物品不受外界环境的影响。
丙烯酰胺的聚合是一种重要的合成材料制备方法,具有广泛的应用领域。
丙烯酰胺的聚合丙烯酰胺是一种重要的合成材料,具有广泛的应用领域。
它可以通过聚合反应制备成高分子聚合物,如聚丙烯酰胺。
本文将介绍丙烯酰胺的聚合过程以及其应用。
一、丙烯酰胺的聚合过程丙烯酰胺的聚合是通过引发剂的作用实现的。
引发剂可以使丙烯酰胺分子之间发生链转移反应,从而形成高分子聚合物。
聚合反应可以通过热聚合、自由基聚合、阴离子聚合等多种方式进行。
热聚合是一种常见的聚合方法,其基本原理是在高温条件下使丙烯酰胺分子发生链转移反应。
这种方法操作简单,但反应速度较慢。
自由基聚合是一种常用的聚合方法,其基本原理是在引发剂的作用下,丙烯酰胺分子中的双键开裂,生成自由基,然后自由基与其他丙烯酰胺分子发生反应,形成高分子聚合物。
阴离子聚合是一种较为复杂的聚合方法,其基本原理是在引发剂的作用下,丙烯酰胺分子中的酰胺基发生负离子化反应,从而形成高分子聚合物。
二、丙烯酰胺聚合物的应用聚丙烯酰胺具有许多优异的性能,因此在各个领域都有广泛的应用。
1. 水处理领域:聚丙烯酰胺可以作为絮凝剂用于水处理过程中的悬浮物的去除。
它可以有效地凝聚水中的杂质,使其形成较大的颗粒,便于后续的沉淀或过滤。
2. 石油开采领域:聚丙烯酰胺可以作为驱油剂用于提高油井的采收率。
它可以改变油井中的流体性质,减少油井的阻力,提高油井的产能。
3. 纺织工业:聚丙烯酰胺可以作为纺织品的抗静电剂,提高纺织品的表面电阻,减少静电的积聚。
4. 医药领域:聚丙烯酰胺可以作为药物的载体,用于控释药物。
它可以调控药物的释放速度,延长药物的作用时间。
5. 生物技术领域:聚丙烯酰胺可以作为凝胶用于电泳分离。
它可以形成一种网状结构,使DNA、蛋白质等生物大分子在电场中迁移,从而实现分离和检测。
三、结语丙烯酰胺的聚合是一种重要的化学反应,通过引发剂的作用可以制备出聚丙烯酰胺等高分子聚合物。
聚丙烯酰胺具有广泛的应用领域,如水处理、石油开采、纺织工业、医药领域和生物技术领域等。
随着科技的进步和应用需求的增加,丙烯酰胺的聚合技术将会得到更广泛的应用和发展。
乳液聚合技术本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March乳液聚合新技术的研究进展摘要:乳液聚合方法具有广泛的应用范围,近期几年备受关注。
本文首先介绍了乳液聚合的基本情况,并着重介绍了一些新的乳液聚合方法和研究成果。
关键词:乳液聚合;进展前言:乳液聚合技术的开发始于本世纪20年代末期,当时就已有和目前生产配方类似的乳液聚合的专利出现。
30年代初,乳液聚合已见于工业生产。
随着时问的推移,乳液聚合过程对商品聚合物的生产具有越来越大的重要性,在许多聚合物如合成橡胶、合成树脂涂料、粘合剂、絮凝剂、抗冲击共聚物等的生产中,乳液聚合已经成为主要的生产方法之一,每年通过该方法制作的聚合物数以千万吨计。
【1】1.乳液聚合基本情况1.1乳液聚合定义生产聚合物的方法有四种:本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合及乳液聚合。
乳液聚合是由单体和水在乳化剂作用下配制成的乳状液中进行的聚合,体系主要由单体、介质(水)、乳化剂及溶于介质(水)的引发剂四种基本组分组成。
目前的工业生产中,乳液聚合几乎都是自由基加成聚合,所用的单体几乎都是烯烃及其衍生物,所用的介质大多是水,故有人认为乳液聚合是指在水乳液中按照胶柬机理形成比较独立的乳胶粒中,进行烯烃单体自由基加成聚合来生产高聚物的一种技术。
但随着聚合理论的逐步完善,对乳液聚合比较完整的定义应该为:乳液聚合是在水或其他液体作介质的乳液中,按照胶束理论或低聚合物机理生成彼此孤立的乳胶粒,并在其中进行自由基加成聚合或离子加成聚合来生产高聚物的一种聚合方法。
乳液聚合体系至少由单体、引发剂、乳化剂和水四个组分构成,一般水与单体的配比(质量)为70/30~40/60,乳化剂为单体的 0.2%~0.5%,引发剂为单体的0.1%~0.3%;工业配方中常另加缓冲剂、分子量调节剂和表面张力调节剂等。
所得产物为胶乳,可直接用以处理织物或作涂料和胶粘剂,也可把胶乳破坏,经洗涤、干燥得粉状或针状聚合物。
丙烯酰胺类单体的乳液聚合丙烯酰胺类单体的乳液聚合是一种重要的合成方法,其中丙烯酰胺作为一种优秀的单体,具有良好的物理和化学性质,广泛应用于合成高分子材料的领域。
本文将对丙烯酰胺类单体的乳液聚合进行详细的介绍和讨论。
第一部分:乳液聚合概述乳液聚合是一种重要的合成方法,其基本原理是通过溶剂的作用,使单体在乳液中均匀分散,并在适当的条件下发生聚合反应。
相较于传统的溶剂聚合方法,乳液聚合具有许多优点,如操作简便、反应条件温和、产物纯度高等。
第二部分:丙烯酰胺类单体的乳液聚合机理乳液聚合的关键是乳化剂的选择和聚合条件的控制。
对于丙烯酰胺类单体来说,乳化剂主要是阴离子型表面活性剂,如十八烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠等。
这些乳化剂可以使单体在水相中形成稳定的乳液,并保持较高的分散度。
聚合过程中,丙烯酰胺单体会与引发剂反应,生成自由基,从而引发聚合反应。
引发剂的选择是乳液聚合的关键,目前常用的有过硫酸铵、过硫酸钾等。
此外,还需要考虑温度、pH值等因素对聚合反应的影响。
第三部分:丙烯酰胺类单体的应用丙烯酰胺类单体乳液聚合产生的聚合物在各个领域具有广泛的应用。
其中,丙烯酰胺-丙烯酸共聚物被广泛应用于颜料、涂料、油漆等领域;丙烯酰胺-丙烯酸盐共聚物具有优异的吸水性能,可用于水凝胶、医疗材料等领域;丙烯酰胺-甲基丙烯酸甲酯共聚物可用于纺织品、纸张等领域。
第四部分:丙烯酰胺类单体的乳液聚合的优缺点乳液聚合具有以下优点:(1) 可在水溶液中进行,无需使用有机溶剂,符合环保要求;(2) 操作简便,适合工业化生产;(3) 聚合过程中可以控制聚合物的粒径和分散度,可以调节聚合物的性质。
然而,乳液聚合也存在一些限制性因素:(1) 乳化剂的选择和使用方法比较复杂,需要进一步优化和探索;(2) 聚合物的分散度和分子量分布范围较广,有待进一步改进。
结论丙烯酰胺类单体的乳液聚合是一种重要的合成方法,其通过选择适当的乳化剂和聚合条件,可以得到分散性好、稳定性高的聚合物。
聚丙烯酰胺生产技术的发展状况聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,简称PAM)是一种重要的水溶性高分子聚合物,广泛应用于水处理、石油开采、纺织、造纸、土壤保墒等领域。
在过去几十年里,PAM生产技术经历了从传统生产工艺到现代化生产工艺的转变,取得了很大的发展。
本文将对PAM生产技术的发展状况进行详细介绍。
一、传统生产技术早期的PAM生产技术主要采用物理混合法,即将丙烯酰胺单体和引发剂混合后,在高温下通过引发剂引发聚合反应,得到聚合物产品。
这种方法的优点是操作简单,适用于小规模生产。
然而,由于该方法无法控制单体的聚合速率和反应物的质量分数,聚合物的分子量分布较宽,产品的性能受到限制。
二、改进的生产技术随着科学技术的进步,PAM的生产技术得到了改进。
目前主要采用的方法是水相聚合法。
该方法的工艺流程如下:首先,将丙烯酰胺单体和引发剂按一定比例加入水中形成混合物;然后,在一定的温度下加热,通过引发剂引发聚合反应;最后,将聚合物溶液进行过滤、干燥等处理,得到PAM产品。
水相聚合法相比传统生产技术具有以下优点:首先,生产过程中无有毒有害物质产生,对环境无污染,符合可持续发展要求;其次,聚合物的分子量分布较窄,产品性能一致性好;再次,该方法能够通过调节反应条件和配比来控制聚合物的分子量和粒径,从而满足不同领域的需求。
三、新型生产技术除了改进的方法,近年来还出现了一些新型的PAM生产技术。
例如,以解禁控释技术为基础的PAM微球制备技术在环境治理领域得到了广泛应用。
该技术将PAM单体与解禁剂掺混,通过乳化聚合或微乳液聚合等方法,在特定的温度和pH条件下形成微球,从而实现对污染物的控释。
此外,还有一些研究提出了利用植物提取物、微生物发酵等生物合成方法来制备PAM的方案。
这种方法不仅能够实现对PAM分子结构和性能的调控,还能降低生产成本,减少环境污染。
总结起来,随着科学技术的进步和对环境保护要求的提高,PAM的生产技术也在不断发展。
【专业知识】丙烯酰胺微乳液聚合技术进展
丙烯酰胺微乳液聚合技术进展
水溶性单体的聚合分为水溶液聚合、反相乳液聚合和反相微乳液聚合,水溶性单体包括(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、AMPS、二甲基二烯丙基氯化铵等。
我国主要采用水溶液聚合技术,产品以干粉形式供应。
反相乳液聚合是六十年代发展起来的一种新型乳液聚合技术,八十年代取得了较大进展,其中聚丙烯酰胺胶乳系列产品已获得大规模工业化生产。
反相微乳液聚合的研究始于八十年代,法国科学家FrancoiseCandau 在该领域进行了卓有成效的研究。
我国天津大学哈润华等也对微乳液聚合的动力学进行了研究,目前微乳液聚合的研究主要集中在微乳液的结构和丙烯酰胺的反相微乳液聚合机理上,业已取得的成果为:
(1)微乳液的结构和特性目前对微乳液结构的认识仍然存在着许多不同的观点,如CandauF的双连续相模型、Friberg的增溶胶束模型、Scriven的三维周期性网络模型、Lindman的界面松散态聚集体模型等,许多模型都能解释微乳液的某些性质,但都存在一定的缺陷。
但对以下结论是认同的,即微乳液是一种各向同性的热力学稳定体系但它是分子异相体系,水相和油相在亚微观水平上是分离的,并显示出各自的特性。
微乳液的液滴直径为8~80nm,因而是透明或半透明的,有利于进行光化学聚合。
正相微乳液只有在较高的表面活性剂/单体比例下在很窄的表面活性剂浓度范围内
才能形成并且通常需要使用助乳化剂;而反相微乳液则较易形成,因为极性单体在体系中往往充当助乳化剂,因此丙烯酰胺的反相微乳液聚合更易获得工业化生产。
(2)丙烯酰胺的反相微乳液聚合CandauF首先以甲苯为油相,琥珀酸双(2-乙基己酯)磺酸钠为乳化剂制备了丙烯酰胺反相微乳液,并用AIBN和过硫酸钾两种不同的引发剂引发AAm聚合,建立了反应动力学模型,其后又将Beerbower-Hill提出的内聚能比观点推广应用于微乳液体系的乳化剂选择上,取得了较好效果。
微乳液聚合具有极快的聚合速率,通常在100min内转化率可达90%以上,在反应最初的几分钟内聚合速率就达到一个最大值,随后,通常在聚合转化率为20~30%时,聚合速率开始下降。
在第二阶段中,聚合速率下降的趋势在某一转化率处变缓,而这个转化率的值随反应温度的升高而增大。
微乳液聚合的分子量与引发剂浓度的关系不大,聚合后体系含有两类粒子,一类是直径小于50nm的聚合物乳胶粒,另一种是直径在3nm左右的AOT胶束,乳胶粒中的聚合物分子数很少(1~17条),分子量很高(106~107)。
聚丙烯酰胺微胶乳的实用合成技术要想获得工业化生产,必须解决以下几个问题:一是通常认为反相微胶乳聚合物的分子量不会太高,应研究如何提高微胶乳分子量的问题,第二是微乳液聚合的乳化剂浓度通常为很高,进一步降低乳化剂浓度有利于降低生产成本,第三是乳化剂的选择多是经验或半经验的,应研究如何有目的的选择或合成确切结构的乳化剂的问题。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
事实表明,习惯左右了成败,习惯改变人的一生。
在现实生活中,大多数的人,对学习很难做到学而不厌,
学习不是一朝一夕的事,需要坚持。
希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。