水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成条件与应用

反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究与应用引言聚丙烯酰胺（polyacrylamide, PAM）是一种重要的高分子合成材料，广泛用于水处理、石油开采、纺织、生物医药等领域。

油包水型聚丙烯酰胺是一种将水溶性聚丙烯酰胺包裹在油相中形成乳液的新型形态，具有更高的稳定性和可溶性，因此在一些特殊应用中表现出了卓越的性能。

本文将介绍反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究进展及其在各个领域中的应用。

一、反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的原理传统聚合物乳液一般是将水溶性聚合物以乳化剂乳化后悬浮在水相中形成乳液。

而油包水型聚丙烯酰胺的制备是利用乙烯基阳离子聚合物乳液作为水相，将聚丙烯酰胺单体在水相中聚合生成水溶性聚丙烯酰胺，然后通过添加乳化剂和溶剂使其包裹在油相中，形成油包水型聚丙烯酰胺乳液。

二、反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的研究进展1. 反相乳液聚合的优点相比传统乳液聚合，反相乳液聚合的油包水型聚丙烯酰胺具有更高的稳定性和可溶性，具备了更广泛的应用场景。

此外，反相乳液聚合还可以通过调整乙烯基阳离子聚合物乳液的性质和添加不同的乳化剂来控制聚合反应过程和产物性质，实现聚丙烯酰胺的分子量、形态和功能化调控。

2. 反相乳液聚合制备油包水型聚丙烯酰胺的改性研究随着对油包水型聚丙烯酰胺性能需求的不断提高，研究人员开始将其进行改性以满足不同的应用需求。

例如，通过交联改性可以提高产物的稳定性和吸附能力；通过共聚改性可以调节产物的水溶性和油包液性能；通过功能化改性可以使产物具备药物缓释、生物相容性等特殊功能。

三、油包水型聚丙烯酰胺在各个领域中的应用1. 水处理领域油包水型聚丙烯酰胺在水处理领域中具有广泛的应用。

由于其具有更高的稳定性和可溶性，可以有效地在废水处理中起到沉淀、絮凝和脱色的效果，提高水处理效率和效果。

2. 石油开采领域在油田勘探和油井注水中，油包水型聚丙烯酰胺的应用也逐渐得到了重视。

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。

聚丙烯酰胺PAM的工艺及应用
一、聚丙烯酰胺PAM的介绍
聚丙烯酰胺在水溶液中的粘度随着时间的延长而变大，可以构成粘弹性凝胶，或者在特定的pH、温度及加入其他复配物（如吸水材料等）的条件下生成结晶凝胶。

由于它的储存稳定性、分散性及界面活性特性，因而成为水处理、油井和石油行业的最佳选择。

二、聚丙烯酰胺PAM的生产工艺：
生产聚丙烯酰胺主要通过三步反应实现，具体如下：
1.阿伯丁反应：将丙烯酸（AA）与丙烯酰胺（AM）反应，在pH=6-8的情况下，用磷酸作为催化剂。

在55℃-80℃的温度范围内，可以将丙烯酸与丙烯酰胺通过聚合反应改变为高附加值的聚丙烯酰胺PAM。

2.阿伯丁单体处理：通过催化剂的添加，将已经形成的聚丙烯酰胺PAM进行处理，从而使得聚丙烯酰胺具有特定的分子量和抗氧化性。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第8期·3058·化 工 进展水包水型疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂的合成及在压裂中的应用张锋三1，2，沈一丁1，吴金桥2，原敏2，孙晓2（1教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西科技大学，陕西 西安 710021；2 陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院，陕西 西安 710075）摘要：以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和芥酸酰胺羟丙基磺基甜菜碱为原料，采用水分散聚合方式合成出水包水型疏水缔合聚丙烯酰胺增稠剂，通过FTIR 和TG 对增稠剂的结构及热解质量进行了测试。

分析了OWPAM 乳液增稠剂的基本性能及水溶液的微观和宏观性能，结果表明，在单体芥酸CAB 用量为4.0%时，乳液的产率、平均粒径、表观黏度和稳定性达到最优，黏均分子量为2.43×106g/mol ；OWPAM 乳液的临界胶束缔合浓度（CAC ）值为0.32%，当浓度大于CAC 值后水溶液体系内的缔合形式以分子间缔合为主，OWPAM 乳液在0.1%、流速10m/s 时减阻率为72%。

助黏剂TR-1质量分数为1.0%时可将0.5%水溶液黏度增加至160mPa·s ，复配成的压裂液具有较好耐温耐剪切性、黏弹性和悬砂性，在APS 质量分数为0.05%时，测试时间为2h 压裂液可以完全破胶，能够达到压裂液的使用标准。

关键词：分散聚合；聚丙烯酰胺；疏水缔合；体积压裂；压裂液中图分类号：TQ423.4 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）08–3058–08 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017-0640Synthesis of water-in-water hydrophobically associating polyacrylamideand its application in fracturingZHANG Fengsan 1，2，SHEN Yiding 1，WU Jinqiao 2，YUAN Min 2，SUN Xiao 2（1Key Laboratory of Auxiliary Chemistry & Technology for Chemical Industry ，College of Chemistry and Chemical Engineering ，Shaanxi University of Science & Technology ，Xi'an 710021，Shaanxi ，China; 2Research Insititute ofYanchang Petroleum (Group) Co.，Ltd.，Xi'an 710075，Shaanxi ，China ）Abstract ：a water-in-water hydrophobically associating polyacrylamide was synthesized using acrylamide ，2-acrylamido-2-methyl propane sulfonic acid and erucylamide propyl hydroxy sulfobetaine as raw materials by dispersion polymerization in salt solution. The obtained polymer was characterized by means of FTIR and TG. The basic properties ，micro-properties ，and macroscopic properties of the OWPAM emulsion were also investigated. The results showed that the obtained emulsion had high yields ，better averaged particle size ，and better stability with erucic acid CAB of 4.0% viscosity average molecular weight of 2.43×106g/mol ，and OWPAM emusion critical associating concentration （CAC ）0.32%. At room temperature ，flow velocity of 10.0m/s and concentration of 0.10%，the OWPAM solution drag agent was 72%，The viscosity of 0.5% OWPAM solution could be increased up to 160mPa·s with TR-1 concentration of 1.0%. The fracturing fluid had good heat resistance ，shear resistance ，viscoelastic ，and suspended sand. The new fracturing fluid could completely break in 2h when APS concentration was 0.05%.第一作者及联系人：张锋三（1987—），男，工程师，从事压裂液的研究与现场工作。

聚丙烯酰胺生产工艺及应用分析摘要：随着我国工业化迅速发展，聚丙烯酰胺(PAM)的应用范围不断扩大，需求量也不断增加, 它的生产工艺及应用受到人们的广泛关注。

为此,本文主要综述了聚丙烯酰胺的主要生产技术, 包括水溶液聚合法、反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、辐射聚合法,对各种方法进行分析和评价,。

并简单阐述了聚丙烯酰胺在各领域范围内的应用。

关键词：聚丙烯酰胺生产工艺应用聚丙烯酰胺（PAM）是一类重要的水溶性高分子聚合物，是丙烯酰胺均聚物和各种共聚物的统称，PAM产品主要有三大剂型：水溶液胶体、粉状和乳液，这些聚合物可以是均聚物，也可以是共聚物。

PAM常温下为坚硬的透明固体，溶于水后呈清澈透明状，低毒。

具有良好的热稳定性，具有优良的增稠、絮凝、沉降等功能, 广泛应用于石油开采、污水处理、造纸、矿产、医药、农业、纺织等国民经济的各个行业, 享有“ 百业助剂” 之称。

一、聚丙烯酰胺生产方法人类最早使用PAM，是由Moureu 等人在1893年首次制得的，我国则是起源于上世纪的60年代初，在上海建成第一套PAM的工业装置。

PAM及其衍生物都是通过丙烯酰胺聚合制成的均聚物或共聚物。

具体方法主要有：水溶液聚合法、反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法、辐射聚合法等。

1.水溶液聚合法水溶液聚合是PAM生产历史最为久远的传统的方法，它以安全、经济、合理著称，至今仍在使用。

水溶液聚合法操作简单，环境污染少，聚合物产量高且易获得高相对分子质量的聚合产物。

但该法也存在一些缺点，聚合溶液质量分数低；在制成干粉过程中，高温烘干和剪切作用又容易使高分子链降解和交联，使粉剂产品的溶解性、絮凝性降低等。

2.反相乳液聚合反相乳液聚合是将单体的水溶液按一定比例加入到油中，借助于油包水型乳化剂分散在油介质中，在引发剂作用下进行乳液聚合，所得产物是稳定的被水溶胀的聚合物微粒在油中的胶体分散体，经共沸蒸馏脱水后得到粉状PAM。

反相乳液聚合生产的PAM胶乳与水溶液聚合法生产的水溶胶产品和干粉产品相比较，胶乳的溶解速度快，相对分子质量高且分布窄，残余单体少，聚合反应过程中粘度小，聚合速率大，易散热，生产过程易控制，适宜大规模生产；但该法需大量有机溶剂，生产成本稍高，技术较复杂。

水包水型CPAM乳液制备及应用性能研究水包水型CPAM乳液制备及应用性能研究摘要：本研究旨在探讨水包水型CPAM乳液的制备方法及其在不同领域中的应用性能。

通过优化制备工艺，成功制备了具有良好稳定性和高织纸性能的水包水型CPAM乳液。

同时，我们研究了该乳液在涂料、纸张和沉淀物领域的应用性能，结果表明水包水型CPAM乳液在这些领域具有广泛的应用前景。

1. 引言水处理是当今世界面临的重要环境问题之一。

随着工业化和城市化的发展，水污染日益严重，水处理技术得到了广泛关注和研究。

聚丙烯酰胺（CPAM）作为一种重要的水处理剂，在水处理过程中发挥着重要作用。

然而，由于CPAM的溶解度低和沉淀性强，使其在实际应用中存在困难。

为了解决这一问题，水包水型CPAM乳液应运而生。

水包水型CPAM乳液具有较高的稳定性和织纸性能，被广泛应用于涂料、纸张和沉淀物等领域。

2. 实验方法2.1 水包水型CPAM乳液的制备采用乳化聚合法制备水包水型CPAM乳液。

首先，在反应釜中加入适量的水相，加热至80℃；然后，在乳化剂的存在下，将单体乙烯氧化物（EO）均匀加入到水相中，并进行乳化反应；最后，将CPAM溶液均匀加入到乳化反应体系中，继续反应一段时间，得到稳定的水包水型CPAM乳液。

2.2 乳液的稳定性评价通过检测乳液的离析度、粒径分布和稳定性指数，评价乳液的稳定性。

2.3 纸张性能测试通过测定纸张的强度、耐磨性、吸水性和透气性等指标，评价纸张性能。

2.4 涂料性能测试通过测定涂料的干燥时间、抗刮性、附着力和光泽度等指标，评价涂料性能。

2.5 沉淀物处理效果测试通过测定沉淀物的去除率和悬浮液清澈度，评价水包水型CPAM乳液在处理沉淀物中的效果。

3. 结果与讨论3.1 CPAM乳液制备及稳定性评价通过优化工艺条件，制备得到了稳定性良好的水包水型CPAM 乳液。

离析度低、粒径分布窄且稳定性指数高，表明乳液具有较高的稳定性。

3.2 纸张性能经过涂布纸张试验，发现水包水型CPAM乳液可以有效提高纸张强度和耐磨性，同时保持较好的吸水性和透气性。

水包水型阳离子乳液絮凝剂的合成及其应用
汪艳;蒋平平;卢云;杭春涛
【期刊名称】《功能高分子学报》
【年(卷),期】2007(20)4
【摘要】以丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为主要单体在聚乙二醇20000(PEG 20000)溶液中进行自由基共聚合成了固含量高、絮凝效果好且速溶的水包水型阳离子聚丙烯酰胺乳液.在充氮气30 min,60℃下反应5 h,AM和DAC质量百分数分别为20%和0.5%的最优条件下,合成的阳离子絮凝剂(CPF)乳液对生化污水上清液透光率达到95%.红外光谱分析表明,聚合物分子结构中含有AM 和DAC链节.
【总页数】5页(P421-425)
【作者】汪艳;蒋平平;卢云;杭春涛
【作者单位】江南大学化学与材料工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏,无锡,214122;江南大学化学与材料工程学院,江苏,无锡,214122
【正文语种】中文
【中图分类】O633.22
【相关文献】
1.水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成条件与应用 [J], 唐晶晶;江金永;马琳
2.水包水型乳液助留剂合成工艺及其应用 [J], 王秋云;张义华;张华东
3.阳离子聚丙烯酰胺水包水乳液合成 [J], 杨博;孙宾宾
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5.水包水型CPAM乳液增强剂的合成及应用 [J], 李建文;邱化玉;詹怀宇
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摘 要聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺(AM)均聚物或与其它单体共聚而得聚合物的统称，是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。

目前 PAM 的主要合成方法有水溶液聚合法、反相悬浮聚合法、反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法等。

近年来开发出了一种新产品—PAM 水包水乳液。

所谓水包水乳液是指,把水溶性聚合物在分散剂的作用下分散到水性的介质中所制得的聚合物乳液 ,使用时用大量的水稀释，聚合物很快就溶于水。

这种PAM水包水乳液具有易干燥、易溶解的优点，且分散介质是水溶性的，从而广泛地应用于对油含量要求很低的领域，如造纸工业、水处理、采油、矿业等。

本文采用不同的合成条件（如不同的分散剂、引发剂及其用量，单体浓度，不同的反应温度等）用分散聚合法制备了聚丙烯酰胺水包水乳液。

本实验成功的合成了聚丙烯酰胺水包水乳液，制得的乳液具有很好的流动性，溶解速度快等优点。

之后对制得的聚丙烯酰胺乳液和干燥后的固体聚合物进行性能测试，研究不同条件对聚合物分子量的影响，制得乳液的流动性能，乳液的粘度与浓度的关系，即可稀释性，比较水包水乳液与传统方法制备的聚丙烯酰胺的不同。

关键词：聚丙烯酰胺，水包水乳液，PEG，分子量。

AbstractPol yacr yl am i de (PA M) i s acr yl am i de (A M) hom opol ym er or ot her m onom er and pol ym er der i ved f r om t he copol ym er col l ect i vel y, i s w at er-sol ubl e pol ym er i n t he appl i cat i on of one of t he m ost ext ensi ve var i et y.A t pr esent t he m ai n synt hesi s m et hod of PA M i s sol ut i on pol ym er i zat i on,t he i nver se suspensi on pol ym er i zat i on, R P-pol ym er i zat i on,R P-m i cr o-em ul si on pol ym er i zat i on.I n r ecent year s devel oped a new pr oduct-PA M W at er-i n-w at er em ul si on.The so-cal l ed W at er-i n-w at er em ul si on i s t hat t he spr ead of w at er-sol ubl e pol ym er i n t he r ol e of w at er-bor ne di st r i but ed t o t he m edi a i n t he syst em i n t he em ul si on pol ym er, w hen used w i t h a gr eat deal of w at er di l ut i on, pol ym er qui ckl y di ssol ve i n w at er.Thi s PA M w at er-i n-w at er em ul si on i s easy t o dr y and easy t o di ssol ve t he m er i t s,and t he di sper si on m edi um i s w at er-sol ubl e,t hus w i del y used i n t he l ow oi l cont ent r equi r em ent s i n ar eas such as t he paper i ndust r y,w at er t r eat m ent, oi l,m i ni ng,et c..I n t hi s paper, t he pol yacr yl am i de W at er-i n-w at er em ul si on w er e synt hesi zed w i t h di f f er ent synt het i c condi t i ons (such as di f f er ent di sper si ng agent, i ni t i at or and t he use l evel, m onom er concent r at i on, a di f f er ent t em per at ur e, et c.), t he em ul si on has t he advant ages of good m obi l i t y and good di ssol ubi l i t y.The pol yacr yl am i de em ul si on and t he pol ym er i s m easur ed,and t he ef f ect of t he m ol ecul ar w ei ght,t he f l ui di t y of em ul si on, t he r el at i onshi p t he vi scosi t y of em ul si on and concent r at i on, t hat i s di l ut i on, and w at er-i n-w at er em ul si on com par ed w i t h t he pol yacr yl am i de of pr epar at i on by t r adi t i onal m et hod.Key words:pol yacr yl am i de,w at er-i n-w at er em ul si on,PEG,m ol ecul ar w ei ght.目 录第一章 前言 (1)1.1聚丙烯酰胺简介 (1)1.2聚丙烯酰胺的结构与性质 (1)1.3丙烯酰胺的聚合方法 (2)1.3.1 均相水溶液聚合法 (3)1.3.2 分散相聚合法 (3)1.3.3 沉淀聚合法 (4)1.3.4 辐射聚合 (4)1.4 丙烯酰胺聚合的影响因素 (4)1.4.1 聚合反应速率 (5)1.4.2 聚合物分子量 (5)1.4.3 表面活性剂 (5)1.4.4 粘度的影响 (5)1.5 聚丙烯酰胺水包水乳液 (5)1.6 分散法制备聚丙烯酰胺水包水乳液聚合体系的组成 (6)1.6.1 分散介质 (6)1.6.2 分散剂 (7)1.6.3 引发剂 (7)1.7 聚丙烯酰胺的应用 (7)1.7.1 水处理中的应用 (7)1.7.2 造纸工业中的应用 (8)1.7.3 采油工业中的应用 (8)1.7.4 矿冶中的应用 (8)1.7.5 凝胶 (9)1.7.6 其他应用 (9)1.8 本课题研究的内容 (11)第二章 实验材料与方法 (12)2.1 实验仪器与试剂 (12)2.1.1 实验仪器 (12)2.1.2 实验试剂与药品 (12)2.2 实验原理 (13)2.2.1 链引发 (13)2.2.2 链增长 (14)2.2.3 链终止 (15)2.2.4 链转移 (15)2.3 PAM水包水乳液的制备 (15)2.4 PAM固含量的测定 (16)2.5 PAM特性粘数及分子量测定 (16)2.6 红外光谱测定 (18)2.7 PAM的粘度与浓度的关系 (18)第三章 实验结果与讨论 (19)3.1 PAM水包水乳液合成条件及对聚合物分子量的影响 (19)3.1.1 单体浓度对聚合物分子量的影响 (19)3.1.2 分散剂类型及用量对分子量的影响 (19)3.1.3 引发剂类型及用量对聚合物分子量的影响 (19)3.1.4 反应温度对聚合物分子量的影响 (21)3.2 乳液的基本性能 (22)3.2.1 外观 (22)3.2.2 PAM水包水乳液的固含量 (22)3.2.3 溶解性剂可稀释性 (23)3.3 聚合物的基本性能 (23)3.3.1 PAM的红外光谱分析 (24)3.3.2 特性粘数及分子量 (24)第四章 结论与展望 (26)4.1 结论 (26)4.2 展望 (26)参考文献 (27)致谢 (29)声明 (30)第一章 前言1.1 聚丙烯酰胺简介聚丙烯酰胺(Pol yaer yl am i de，简称PA M)是丙烯酰胺(ar cyl am i de，简称M A，分子式C H2=C H C O N H2)及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。