新型疏水缔合型聚丙烯酰胺的合成及其应用可行性研究报告
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聚丙烯酰胺合成技术与应用介绍聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺(AM)均聚或1其他单体共聚而成的质量分数为50%以上的线型水溶性高分子化学品的总称。
由十其结构单儿中含有酰胺基,易形成氢键,所以具有良好的水溶性,广泛应用于石油、金属及化学矿山开采、水处理、纺织、造纸等行业。
PAM 系列产品可分为非离子型(NPAM)、阳离子型(CPAM)、阴离子型(APAM)和两性4大类。
相对分子质量大小是PAM主要性能指标之一。
1 PAM的合成方法PAM一般由自由基引发聚合合成,主要有本体法、水溶液法、乳液法和悬浮法等合成方法。
根据聚合是否加入其他单体,又可分为均聚和共聚2种,PAM产品形态有水溶液、乳剂和粉剂等。
1. 1水溶液聚合法水溶液聚合法是将单体AM和引发剂溶解在水中的聚合反应,是目前应用较广泛和成熟的技术。
所得PAM产品有胶状和粉状2种,其胶体采用质量分数为8%-10%或20%-30% AM的水溶液在引发剂作用下直接聚合而得,产物经脱水干燥后可得粉状产品。
产物相对分子质量为7万-700万。
该法优点为安全、工艺设备简单、环境污染小,缺点是产物固含量低,仅为8%-15%,且易发生酰亚胺化反应,生成凝胶。
在PAM的水溶液聚合中,引发剂在很大程度上决定了聚合反应后得到产物的相对分子质量、产率,因而新型引发体系的开发是AM 水溶液聚合研究的关键。
蔡开勇等人研究了过硫酸钾一胺体系、过硫酸钾连二硫酸钠体系、有机过氧化物、浪酸盐或氯酸盐、金属离子等五类氧化还原引发体系对合成PAM相对分子质量的影响,发现过硫酸钾一连二硫酸钠体系是合成高相对分子质量PAM的有效引发体系。
吴挡兰等人采用复合氧化还原引发体系,得到相对分子质量为3. 05 X 106的PAM。
穆志坚采用过硫酸钾一氮三丙酰胺引发体系,在最佳土艺条件下,得到相对分子质量为6.2X105的PAM,转化率为98. 94%。
张宝军等人开发出一种新型氧化还原引发体系,以AM和丙烯酸钠为单体,进行水溶液自由基共聚合反应,合成了相对分子质量高达1.8X107,过滤比为1. 24的超高相对分子质量PAM。
聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺是一种用途广、效能高的水溶性聚合物,广泛应用于水处理、造纸、纺织印染、矿冶、医药、油气田开发等多个领域,并且越来越受到人民的关注。
在油气田开发过程中,聚丙烯酰胺在聚合物驱、调剖堵水、防膨抑砂、采出污水处理、酸化等多个领域发挥着重要作用,但目前使用较多的聚丙烯酰胺干粉溶解时溶胀阶段较长,溶解速度缓慢,需要配置大型的溶解和熟化设备,占用空间大,在一些特殊场所使用受到限制,例如海洋平台作业。
分散聚合法合成的聚丙烯酰胺乳液具有优良的溶解性能,现场使用方便,并且对环境友好,在油田开发过程中有广阔的应用前景。
我国调剖堵水技术的研究与应用可追溯到20世纪50年代末,60至70年代主要以油井堵水为主"80年代初随着聚合物及其交联凝胶的出现,注水井调剖技术迅速发展,不论是堵水还是调剖,均以高强度堵剂为主,作用机理多为物理屏障式堵塞"90年代,油田进人高含水期,调剖堵水技术也进人发展的鼎盛期,由单井处理发展到以调剖堵水措施为主的区块综合治理"进入21世纪后,油田普遍高含水,油藏原生非均质及长期水驱使非均质性进一步加剧,油层中逐渐形成高渗通道或大孔道,使地层压力场!流线场形成定势,油水井间形成水流优势通道,造成水驱/短路,严重影响油藏水驱开发效果"加之对高含水油藏现状认识的局限性,常规调剖堵水技术无法满足油藏开发需要,因而,作用及影响效果更大的深部调剖(调驱)技术获得快速发展,改善水驱的理论认识及技术发展进人了一个新阶段"分析我国堵水调剖技术的研究内容和应用规模,其发展大体经历了4个阶段"¹50至70年代,油井堵水为主,堵剂材料主要是水泥!树脂!活性稠油!水玻璃/抓化钙等"º70至80年代,随着聚合物及其交联凝胶的出现,堵水调剖剂研制得以迅速发展,以强凝胶堵剂为主,作用机理多为物理屏障式堵塞,以调整近井地层吸水剖面及产液剖面为目的"遭为"年代,油田进人高含水期,调剖技术进人鼎盛期,因处理目的不同,油田应用的堵剂体系有近100种。
聚丙烯酰胺的合成进展和应用摘要:聚丙烯酰胺是一种应用广泛的高分子材料,它具有耐腐蚀和抗菌性等优良性能。
本文简单地介绍了聚丙烯酰胺在国内外研究现状及其发展前景。
通过近些年对改性研究,主要集中于如何提高其表面张力、拉伸强度以及柔韧性方面进行讨论;最后针对不同配方制备得到的聚合物选择合适反应条件并合成相应单体配比作为实验对象来探讨各种因素对于产品质量与效果之间关系的影响情况及最优工艺参数以找到更多更好性能和更高效方法。
关键字:聚丙烯酰胺;合成;应用引言:聚丙烯酰胺是一种重要的有机高分子聚合物,具有很高的安全性,但也有一些限制性因素导致它不适合应用于实际生产中。
本文主要介绍了聚丙烯酰胺在国内外发展情况、目前研究热点和近几年内关于其改性研究。
其中重点阐述了不同温度下对树脂改性方法及机理进行综述;其次简单说明一下我国聚丙烯酰胺应用现状以及未来发展趋势,对我国聚丙烯酰胺的应用前景及发展趋势进行了展望[1]。
一绪论1.1 聚丙烯酰胺的发展现状随着社会的不断发展,人们对健康问题愈加重视,所以聚丙烯酰胺也就受到了越来越多的关注。
在我国很多地方都出现过此类事件。
例如:江苏、浙江等地发生了一起由苯胺引起的恶性肿瘤;山东临沂地区与日本、韩国和俄罗斯发生恶性淋巴细胞扩散疾病;广东茂名市与美国接壤云南昆明火车站附近北京路癌基因库被杀死后伤及无辜儿童死亡等等,这些事情都是由于聚丙烯酰胺引发而产生的“毒瘤”问题,这些事件的发生都是由于聚丙烯酰胺引起,而不是由其引发。
所以,聚丙二烯酸盐是解决当前癌症、高血脂和心血管疾病等病理性肿瘤问题的重要途径之一。
1.1.1 本文的研究内容、目的和任务随着人们对聚丙烯酰胺的需求量不断增加,我国也开始了这方面的研究,并取得一定进展。
由于各种原因导致生产规模小、产量低且难以再生资源相对匮乏等问题制约着其发展和应用;近年来石油价格上涨速度加快以及油价大幅度提高使原油含氧率降低而天然气产能过剩等一系列因素共同作用致使全球能源结构被进一步调整优化。
聚丙烯酰胺预制胶项目可行性研究报告立项申请报告模板一、项目背景近年来,随着我国化工行业的快速发展,聚丙烯酰胺广泛应用于各个领域。
聚丙烯酰胺预制胶是一种新型的胶粘剂,具有良好的粘接性能和耐高温、耐高压的特点,可以广泛应用于汽车制造、航空航天、电子电器等领域。
然而,目前市场上存在的聚丙烯酰胺预制胶产品种类较少,且质量不稳定,不能满足市场需求。
因此,我们计划开展聚丙烯酰胺预制胶项目的可行性研究,以探索该项目的可行性和市场前景。
二、项目目标本项目的目标是通过可行性研究,确定聚丙烯酰胺预制胶项目的技术可行性、市场需求以及投资回报率,为后续项目实施提供科学的依据。
三、可行性研究内容1.技术可行性研究:调研现有聚丙烯酰胺预制胶生产工艺和设备,并在实验室条件下进行工艺改良和性能测试,评估项目技术可行性。
2.市场需求分析:调研聚丙烯酰胺预制胶市场需求和竞争情况,分析产品的市场潜力和发展前景。
3.经济效益评估:进行项目投资估算,预测产品销售收入和利润,并计算投资回报率和财务指标,评估项目的经济效益。
4.风险评估:对项目可能存在的技术、市场、生产等风险进行评估,提出相应的风险防控措施。
四、预期成果1.技术可行性报告:包括聚丙烯酰胺预制胶生产工艺改良方案、性能测试数据和评估结果等。
2.市场分析报告:包括市场需求、竞争情况、潜在客户和销售策略等。
3.经济效益评估报告:包括投资估算、销售收入和利润预测、投资回报率和财务指标等。
4.风险评估报告:包括项目可能存在的风险、风险防控措施和应对策略等。
五、项目进度计划1.技术可行性研究:完成时间为X年X月。
2.市场需求分析:完成时间为X年X月。
3.经济效益评估:完成时间为X年X月。
4.风险评估:完成时间为X年X月。
5.编写报告:完成时间为X年X月。
以上是本项目的可行性研究报告立项申请报告,希望能获得批准,以便进一步深入研究聚丙烯酰胺预制胶项目的可行性和市场前景。
感谢您的关注与支持!。
含氟疏水缔合聚丙烯酰胺合成及溶液性能研究文新;李小瑞;丁里;鲁玲;王磊;高进浩【摘要】以全氟辛酸、N,N-二甲基丙二胺、氯丙烯合成一种新型表面活性含氟碳疏水单体(FC137),并与丙烯酰胺、丙烯酸通过自由基水溶液层次聚合,制备含氟碳疏水缔合聚丙烯酰胺(FCPAM).用表面张力法研究了FC137的胶束化,用红外光谱仪、流变仪、自动界面张力仪,表征了FCPAM结构和溶液的流变性能和破胶液表界面张力;使用非稀释型乌氏粘度法测定了特性粘数(η),相对表示出了聚丙烯酰胺的分子量.结果表明,FC137在25℃下的CMC为0.052 g/L、γCMC为26.53mN/m.FCPAM溶液属于假塑性体系,临界缔合浓度为0.3%,具有一定耐盐性、耐温性,0.3%的FCPAM破胶液的表面张力为29.99 mN/m,界面张力为3.21 mN/m,并且具有良好的润湿性.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)002【总页数】6页(P267-271,275)【关键词】疏水缔合;氟碳疏水单体;低表界面张力;聚丙烯酰胺;流变特性【作者】文新;李小瑞;丁里;鲁玲;王磊;高进浩【作者单位】陕西省轻化工助剂重点实验室陕西科技大学,陕西西安 710021;陕西省轻化工助剂重点实验室陕西科技大学,陕西西安 710021;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710021;中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院,陕西西安 710021;陕西省轻化工助剂重点实验室陕西科技大学,陕西西安 710021;陕西省轻化工助剂重点实验室陕西科技大学,陕西西安 710021【正文语种】中文【中图分类】TQ316.3;O632.21在水溶性聚合物的主链上引入少量的疏水基团,得到一种水溶性聚丙烯酰胺[1-6],分子侧链上的疏水基团相互缔合,使聚丙烯酰胺大分子链产生分子内或分子间的缔合作用,从而形成超分子网络结构,使其表现出特殊的流变性能[7-9]。
项目简介:
本项目是建设一个规模为3000吨/年的聚丙烯酰胺(PPA)生产厂,
采用活性式合成工艺。
聚丙烯酰胺是一种高效电绝缘、耐高温、耐冲击的
有机树脂,可用于制造高电压设备的电绝缘件,各种玩具、电子元件的外壳,制作火花塞等熔点高、抗化学腐蚀强的制品。
市场分析:
聚丙烯酰胺(PPA)已经广泛应用于航空航天、电子、汽车、动力电
缆电缆、电器、机械、照明及家用电器等多个领域。
全球聚丙烯酰胺(PPA)市场规模较大,受全球经济稳定增长和有机特别是电子应用行业
的发展支持,以及全球范围内的新增需求,预计全球PPA市场未来几年将
可稳步增长。
技术分析:
本项目采用活性式合成工艺,采用精练石墨烯、高纯丙烯酰胺为原料,通过酸、碱等中间体以及活性剂反应,发生可逆的缩聚反应,生成高纯多
元醇,经过精馏、分离、纯化,有效控制废液的返混,得到聚丙烯酰胺(PPA)。
投资经济分析:
本项目总投资约500万元,其中固定资产投资约为350万元,流动资
金投资约150万元,其中建筑施工及厂房安装设计投资约100万元,设备
购置及安装约150万元,工艺技术培训及质检投资费用约50万元。
聚丙烯酰胺调研报告
一、概述
聚丙烯酰胺(PA)是一种新型的高分子材料,它可以用作各种类型的
工程塑料基材,是改进塑性、抗弯曲应力性、耐磨性和制造过程中可生产
性能等的关键材料的首选材料,常被用于各种医疗器械,工具,家具,家
电等等产品的制作中。
聚丙烯酰胺材料是由丙烯腈和尿素经过氨催化下进行聚合制备而得到
的聚合物,其分子链由许多芳香族或烧碱性基团链接而成,具有抗热性、
抗化学性、抗冲击性、机械性和绝缘性能等优秀性能,并且还具有良好的
加工性能,可以根据用户的需求采用模压、拉伸、注塑等工艺加工而成。
二、特点
1.聚丙烯酰胺具有良好的抗冲击性,尤其是在低温下依然能够保持其
机械性能,具有优良的表面硬度,几乎无收缩率。
2.聚丙烯酰胺具有优良的耐热性,它具有抗氧老化性能,耐冲击性好、低温柔性好等特点,并且耐酸碱性能也良好,几乎无收缩率,具有良好的
加工性能,可以根据用户的需求采用模压、拉伸、注塑等工艺加工。
3.聚丙烯酰胺具有优良的抗渗性能,不易被水、油类及化学品腐蚀,
耐紫外线,抗老化性能强,容易加工及易于模型制作,使用寿命长,可大
量制造,成本低。
聚丙烯酰胺的合成及应用研究进展作者:徐强来源:《中国化工贸易·中旬刊》2019年第06期摘要:随着我国经济社会的不断进步和发展,大众生活也呈现出多样化的发展态势,人们对于聚丙烯酰胺产品的消费需求也在不断增加,聚丙烯酰胺作为一种水溶性的高分子材料,在人们的生活和工作中占有十分重要的地位,对经济的可持续发展做出了突出贡献。
近几年,科学技术的腾飞推动了聚丙烯酰胺的生产制造,因此,对此进行分析具有实际的现实意义。
关键词:聚丙烯酰胺;合成;应用;未来趋势现阶段,各个行业在发展的过程中对于聚丙烯酰胺的需求也在不断增加,尤其是在石油开采方面、水处理和造纸行业中。
而在其他国家,比如西方国家,则主要将聚丙烯酰胺应用于水处理的工作中。
聚丙烯酰胺的特点明显,因此,受到各个行业的广泛应用。
近些年来,国家倡导环保理念,爱护环境已经成为人们开展工作的主要目标之一,在这样的发展背景下,对聚丙烯酰胺的合成以及应用进行研究。
1 聚丙烯酰胺的主要合成方法1.1 水溶液聚合聚丙烯酰胺的合成方法并不是单一的,其多种多样的合成方法为人们的工作提供了极大的便利,再加上社会的发展和科学技术的进步,新型的科学技术不断涌现,也逐步应用到聚丙烯酰胺的合成工艺中,从而推动聚丙烯酰胺生产技术的进步。
其主要可分为带式聚合、槽式聚合、釜式聚合。
釜式聚合为现阶段主要生产方式,其产能分为三个历程:每年每条生产线为5000吨以下、5000到2万、2万以上;随着聚丙烯酰胺需求的不断增加,聚丙烯酰胺生产规模也在不断扩大,在这样的发展背景下,给行业发展更多发展机遇的同时也需要加强研究,不断升级,提高安全性和有效性。
在聚丙烯酰胺进行聚合的时候,其产品的性能会受到多种因素的影响,但其设备比较简单,实际操作也没有太大的难度,对自然环境的影响也不大。
因此,这种方法在实际的生产中受到极大的欢迎,这种方法也是使用最为频繁的聚合方法。
未来,如何节能节能降耗、并实现连续化聚合生产是一个重要的研究方向。
聚丙烯酰胺的合成与评价实验报告聚丙烯酰胺的合成与评价实验报告我们一起来看看吧。
1.聚丙烯酰胺( PAM)是有机高分子化合物,其单体丙烯酰胺在空气中易发生水解反应生成季铵盐而失去酰胺基,形成高级脂肪酸和丙烯酸。
为了使合成的产品具有良好的粘度稳定性,需要在反应结束后用大量水洗涤反应器,以除去未参加反应的游离单体丙烯酰胺、少量残留的季铵盐和聚丙烯酰胺产品上的杂质,从而提高聚丙烯酰胺的产品纯度和活性。
2.实验目的掌握:丙烯酰胺水溶液聚合制备聚丙烯酰胺凝胶的原理及条件控制;丙烯酰胺水溶液聚合反应动力学研究方法及技术指标计算;凝胶条件下各组分分配行为研究。
实验设备:丙烯酰胺系列试剂;凝胶系统(Triton X-100、TrifluoroalkylComposentHy-80、 TriamperialCSPE);分光光度计;旋转蒸发仪;离心机;超滤装置;反应釜(钢制);离心管(1.2×L);压力传感器(3T/25℃);电子天平。
实验步骤:第一部分,加入混合丙烯酰胺水溶液:配制比例为0.5%:0.4%:0.9%:1.0%(摩尔比)。
在反应容器内按照顺序加入配料罐内丙烯酰胺水溶液(1+0.7:0.4:0.6)至总容积的三分之二左右,关闭阀门,开启搅拌器进行充分搅拌,打开离心泵循环管路阀门,打开分水滤集器排出上层废水,将上清液转移到盛有冰醋酸的锥形瓶中,并记录锥形瓶初始刻度,随着反应过程的不断深入,分水滤集器中的反应液逐渐增多且反应过程越快,相应地需要调节锥形瓶中溶液的浓度,以达到适宜的凝胶强度,保证最终得到均匀一致的产品。
注意事项:加入丙烯酰胺水溶液时,一般先用铁棒搅拌,再慢慢倾倒。
避免大块固体沉淀影响操作。
第二部分,恒温(30℃)自由基聚合:在装有搅拌器、回流冷凝管、冷却水等必要装置的高位槽或者圆底烧瓶中加入干燥的碘、四氯化碳、二甲苯、三氯甲烷和含有酰氯基团的小颗粒金属盐(如氧化锰),加热升温至熔点以上20℃,让系统处于自由基状态。
聚丙烯酰胺丙烯酰胺项目可行性研究报告2021 项目可行性研究报告是企业从事建设项目投资活动之前,由可行性研究主体(一般是专业咨询机构)对市场、收益、技术、法规等项目影响因素进行具体调查、研究、分析,确定有利和不利的因素,分析项目必要性、项目是否可行,评估项目经济效益和社会效益,为项目投资主体提供决策支持意见或申请项目主管部门批复的文件。
《聚丙烯酰胺丙烯酰胺项目可行性研究报告》通过对项目的市场需求、资源供应、建设规模、工艺路线、设备选型、环境影响、资金筹措、盈利能力等方面的研究,从技术、经济、工程等角度对项目进行调查研究和分析比较,并对项目建成以后可能取得的经济效益和社会环境影响进行科学预测,为项目决策提供公正、可靠、科学的投资咨询意见。
具体而言,本报告体现如下几方面用途:——用于报送发改委立项、核准或备案——用于申请土地——用于申请国家专项资金——用于申请政府补贴——用于融资、银行贷款——用于对外招商合作——用于上市募投——用于园区评价定级——用于企业工程建设指导——用于企业节能审查——用于环保部门对项目进行环境评价——用于安监部门对项目进行安全审查华经纵横项目可行性研究专家团队来自国家发展研究部门、设计研究院、科研高校、行业协会等权威机构,团队成员具有广泛社会资源及丰富的实际项目运作经验,能够有效地为客户提供项目可研专项咨询服务,研究员长期的项目咨询经验可以保障报告产品的质量。
【聚丙烯酰胺丙烯酰胺项目可行性研究报告内容】第一部分项目总论第二部分项目建设背景、必要性、可行性第三部分项目产品市场分析第四部分项目产品规划方案第五部分项目建设地与土建总规第六部分项目环保、节能与劳动安全方案第七部分项目组织和劳动定员第八部分项目实施进度安排第九部分项目财务评价分析第十部分项目财务效益、经济和社会效益评价第十一部分项目风险分析及风险防控第十二部分项目可行性研究结论与建议【聚丙烯酰胺丙烯酰胺项目可行性研究报告目录】第一部分聚丙烯酰胺丙烯酰胺项目总论总论作为可行性研究报告的首要部分,要综合叙述研究报告中各部分的主要问题和研究结论,并对项目的可行与否提出最终建议,为可行性研究的审批提供方便。
聚丙烯酰胺的合成技术及其应用
聚丙烯酰胺(PPA)是一种重要的高分子材料,由各种不同结构和
性质的单体组成,具有优异的电气性能、机械性能和耐磨性。
它的学
名叫做聚乙二醇酰胺,它的分子结构中主要含有聚丙烯酰胺和聚乙二醇。
在常温下聚丙烯酰胺形式稳定,是一种聚合物材料。
聚丙烯酰胺的合成方法:
1.缩合反应法:将聚甲酸和丙二醇(或苯甲醛)在有机酸缩合剂(如硝酸、盐酸等)的存在下,以常温反应,生成聚丙烯酰胺。
2.溶剂溶剂-热交换技术:用醇类做溶剂,在溶剂温度下进行反应,以聚甲酸酯为原料,反应条件低,不用有机酸缩合剂,但效率较低。
3.微波催化法:用微波来加速反应,以有机酸缩合剂催化,可在
短时间内完成缩合反应,产率高,但反应温度较高。
聚丙烯酰胺的应用:
1.聚丙烯酰胺用于制造电子产品,因其具有优良的抗紫外线性能、耐热性、耐腐蚀性和耐侯性,可用于制作电路板、电容器、绝缘体等。
2.用于制造工程塑料,因其具有优良的高温热稳定性、绝缘性、
耐磨性和耐化学腐蚀性,可用于制作汽车、机械、电器和航空航天等
产品的零部件。
3.用于制造纤维,因其具有优良的柔性和伸缩性,可用于制作各
种服装、床上用品、家居用品等。
4.用于制造医疗器械,因其具有优良的生物相容性、耐腐蚀性和
可清洁性,可用于制作人体植入器械和检测仪器等。
新型疏水缔合型聚丙烯酰胺合成及其应用的可行性报告
一、选题必要性疏水缔合型水溶性聚合物是指聚合物亲水性大分子链上引入少量疏水基团的水溶性聚合物。在聚合物溶液中,疏水基团由于憎水作用而发生聚集,使大分子链产生分子内和分子间缔合。这种疏水结构的形成,使聚合物溶液表现出独特的溶液性能,如高的增粘能力及对剪切作用的特殊响应,可调节流体粘度、流变性能等。在油田三次采油、涂料油漆、造纸、水处理、医药等行业有广泛的优异的应用前景,因而得到了各国科研人员的广泛关注。(一)、项目所处技术生政策本项目研究所处技术领域为精细化工,省重点攻关项目指南中“聚丙烯酰胺聚合新工艺及其下游产品开发。主要内容是探索合成新型结构的有机化合物,要求具有疏水性,同时还具有聚合反应性,目的是制备改性的聚丙烯酰胺,并广泛应用于传统聚丙烯酰胺但性能欠佳的领域,特别是近年来高技术发展要求特殊性能材料的领域。本课题研究的目标产物可以以无机导电粉ATO与有机高分子复合包装材料的界面剂为目标开发其用途,也可以做油墨涂料的增稠流平剂,造纸、选矿、水处理,纺织印染等领域的功能助剂开发其用途。我省是一个资源性大省,有丰富的矿产资源,造纸也是我省的重要产业之一,开发高性能的选矿、造纸、水处理等方面用途的聚丙烯酰胺产品,提高效率、节省资源,减少污染,同时进一步带动开发农大化工的丙烯酰胺单体应用具有积极的社会和经济意义。(二)、相关技术领域国内外发展现状和趋势聚丙烯酰胺由于它在石油开采、水处理、造纸、医药、纺织、印染、选矿等国民经济领域具有广泛的用途,有“百业助剂”之称。但是目前在应用的大量聚丙烯酰胺中,因聚丙烯酰胺及其衍生物中大量侧基酰胺基团具有亲水性,在一定条件下易被水解成羧酸基团,使用过程存在着明显的不足之处。主要表现在耐盐性、耐温性差,受剪切作用或化学反应作用时易降解、沉淀,随时间和温度变化易水解或去水化作用、粘度越来越小,降低使用效能。为了克服上述缺点,近年来各国科学家正在致力于研究各种方法和途径,对聚丙烯酰胺改性,以满足应用领域的高性能要求,此外,各种应用场合对聚丙烯酰胺的分子量也提出了越来越高的要求,由通常的几百万增加到了几千万。这样的要求,不仅向传统的聚丙烯酰胺生产方法提出了挑战,而且生产成本也大为增加。因此如何开发新型水溶性聚合物以满足上述要求,是该领域十分关注的课题。疏水缔合型水溶性聚合物是指聚合物亲水性大分子链上引入少量疏水基团的水溶性聚合物。在聚合物溶液中,疏水基团由于憎水作用而发生聚集,使大分子链产生分子内和分子间缔合。这种疏水结构的形成,使聚合物溶液表现出独特的溶液性能,为高的增粘能力及对剪切作用的特殊响应,可调节流体粘度、流变性能等。使其在油田三次采油、涂料油漆、造纸、水处理、医药等行业有广泛的优异的应用前景,因而得到了各国科研人员的广泛关注。也有了较多的研究和一些不同用途的疏水缔合型聚丙烯酰胺发明专利,但其原料合成复杂且价格昂贵,因而其应用推广和工业化较难。本项目研究采用原材料来源广泛、易得的化工产品,简便可行的合成工艺条件和易工业化生产的方法,合成一种新型的疏水缔合型聚丙烯酰胺单体,并制备新型的疏水缔合型聚丙烯酰胺。以满足各领域应用的高性能要求。(三)项目技术先进性,对相关领域技术进步的推动作用(1)、文献和已有专利尚无如何合成PMAM及相关系列单体的方法报道。本研究按设计的路线合成时,合成体系中如何消除水分子存在,以避免异氰酸酯与水作用而失效,应选用适当的有机相中合成,以保证异氰酸酯的加成反应和转化率。(2)、文献亦无PMAM聚合反应制备及工艺条件的报道。由于PMAM属自由基聚合,其关键在于选择反应的介质和相应的引发剂,以避免自由基的转移和终止,达到聚合度可控和高转化率。(3)、对于特定用途,其疏水基团与亲水基团的结构比例对聚合物的性能也将有较大的影响,其关键要根据两种单体的活性或竞聚率来调节配比,以获得预定疏水和亲水结构比的产物。满足选定应用目标领域的性能要求.基此我们着重进行以下研发。a、探索合成一种全新结构的单体化合物PMAM,采用原材料易得,可工业化的、尽可能简单的合成路线实现这种单体的制备。b、合成一种全新结构的疏水缔合型均聚物PPMAM,开拓该聚合物的新用途。c、合成一种全新结构的疏水型水溶性共聚物PPMAM—AM,用作为界面剂和功能助剂。本项目研究采用原材料来源广泛、易得的化工产品,简便可行的合成工艺条件和易工业化生产的方法,合成一种新型的疏水缔合型聚丙烯酰胺单体,并制备新型的疏水缔合型聚丙烯酰胺。为聚丙烯酰胺下游产品工推广应用和工业化生产提供广阔前景。(四)项目进展本项目研究将以我院客座研究员、华东理工大学材料与化工工程学院陈建定教授、博士生导师为总顾问,为本项目提供研究思想的初步设计、审定、修改研究方案,指导项目研究的实施。该教授在本课题研究方面具有较高的造诣和丰富的经验。曾主持过与本课题相关的“纳米ATO粉体的表面改性及应用”,“新型特种油墨”“粉煤灰造纸界面及软化剂应用等系列研究,并申请了多项发明专列。本项目通过初步探索性试验研究已取得样品,并在无机导电粉ATO与有机高分子复合色装材料界面剂进行研究。本项目进一步优化新单体和聚合物的合成工艺,提效益率,确定新物质物化性质、结构和性能关系研究。二、技术方案(一)、项目技术关键点或创新点,项目完成时达到的技术水平1、主要技术关键及创新点本项目主要技术关键为下:(1)、文献和已有专利尚无如何合成PMAM及相关系列单体的方法报道。本研究按设计的路线合成时,合成体系中如何消除水分子存在,以避免异氰酸酯与水作用而失效,应选用适当的有机相中合成,以保证异氰酸酯的加成反应和转化率。(2)、文献亦无PMAM聚合反应制备及工艺条件的报道。由于PMAM属自由基聚合,其关键在于选择反应的介质和相应的引发剂,以避免自由基的转移和终止,达到聚合度可控和高转化率。(3)、对于特定用途,其疏水基团与亲水基团的结构比例对聚合物的性能也将有较大的影响,其关键要根据两种单体的活性或竞聚率来调节配比,以获得预定疏水和亲水结构比的产物。满足选定应用目标领域的性能要求.2、创新点a探索合成一种全新结构的单体化合物PMAM,采用原材料易得,可工业化的、尽可能简单的合成路线实现这种单体的制备。b合成一种全新结构的疏水缔合型均聚物PPMAM,开拓该聚物的新用途。c合成一种全新结构的疏水型水溶性共聚物PPMAM—AM,用作
为界面剂和功能助剂。3、项目完成时达到的技术水平a、项目达到的目标(1)、确定高转化率的可工业化的N,N—二苯基甲酰胺—丙烯酰胺单体合成的工艺条件。(2)、测定新单体的物性数据的,确定产品标准。(3)、获取均聚或共聚物制备方法及可控工艺和约量手段,研究其性能。(4)、确定目标用途和应用实例。b、考核主要的技术指标(1)、提供新单体样品,转化率80%以上,纯度≥99%。(2)、提供均聚或共聚疏水缔合型水溶性共聚物样品。(3)、提供产品应用实例的性能检测报告。3、项目技术方案论述:生产技术、工艺流程、主要技术参数;
(1)、技术路线本项目理论技术路线如下:a、采用来源广泛的丙烯酰胺,异氰酸酯等化工产品,用可工业化的,尽可能简单的合成路线合成全新的N、N—二苯基甲酰胺—丙烯酰胺单体,用化学反应式表征如下:
O=C=N=CH2CHCO=NCOO=CNHNH2CH2CHCONH2+===
b、利用上述新单体为聚合原料,采用溶液或乳液聚合方法合成均聚共聚物,用化学反应式表征如下:均聚物:5
=CH2CHCO=NCOO=CNHNH=nCH
2CH
n
C=ON
CC==OONHNH
共聚物:
CH2CHCONH2+==mn=CH2CHCO=NCOO=CNHNH=CH2CHmCH2
CH
nC=O
NH2
C=ON
C=OC
=O
NHNH
C、采用上述均聚或共聚物,在江西省科院明湖科技有限公司的涂料生产中研究开发其增稠和流平改性方面用途,进一步开发造纸助面剂和水处理剂方面的用途。(2)、工艺流程(1)、N、N—二苯基甲酰胺—丙烯酰胺的合成的理论设计流程为
回流脱水
(3)主要技术参数新单体合成得率≥80%新单体纯度≥99%3、项目技术质量指标:项目产品达到的主要技术性能指标、执行的质量标准、通过的国家相关行业许可认证(1)、通过研究确定新单体的理、化学性能和表征参数。(2)、根据其理化学性质确定产品标准。4、项目执行过程中各阶段目标1、2006年度
溶剂无水PAM提纯丙烯酰胺PMAM新单体苯基—NCO溶剂回收
均聚或共聚2006.1~2006.3○1、试验合成N,N—二苯基甲酰胺—丙烯酰胺单体,探索最佳工艺条件和工艺控制方法。○2、合成得到系列的改性丙烯酰胺单体,获取高纯度N,N—二苯基甲酰胺—丙烯酰胺(PMAM)单体。2006.4~2006.6○1、对新单体进行分子结构表征,测定物性数据。○2、初步探索合成均聚物的方法。2006.7~2006.9○1、聚合反应最佳条件及参数的截取。○2、高转化率控制方法探讨,可控分子量的手段。2006.10~2006.12○1、新单体均聚物的结构表征,Tg,Tm,结晶性等○2、均聚物的性能分析和试验,应用性探讨。2、2007年度2007.1~2007.6○1、利用新单体与丙烯酰胺或其他单体共聚,探索聚合方法确定工艺参数。○2研究共聚物配比,反应程度与结构性能的关系,疏水增粘性,流变性能,溶液稳定和两性作用等。2007.7~2007.11○1、共聚物亲水和疏水性研究。○2、共聚物作为外墙乳胶漆中耐水性缔合增稠剂或木器漆中的流平剂的性能与应用研究。2007.12研究工作总结、项目鉴定、应用推广。5、项目经费预算情况项目投资总额、项目已完成投资、项目须新增投资及投资构成和投资预算、申请科技三项经费的使用预算(1)、经费预算本项目总经费预算为68.8万元,其中自筹23.8万元,成果合作单位资助10万元,申请课题资助35万元,其经费来源及预算列入表1,和表2,