超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法技术

一种超高分子量阴离子聚丙烯酸胺的制备方法，包括将丙烯酰胺单体纯化，加碱和引发剂，进行绝热均聚，然后进行水解，造粒，烘干和粉碎，其特征是所述的水解在微波场作用下进行。在加碱和引发剂时通氮除氧，所述的引发剂是由过硫酸盐、偶氮二异丁腈和氨水所组成。本发明专利技术的方法投资少，水解速度快，生产周期短，分子量高，可达２８００万－３６００万，生产成本和耗能低，适于大规模产业化生产。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚丙烯酰胺，特别是涉及一种。在96115823号专利中公开了一种高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，按该法，先将丙烯酰胺(AM)单体纯化，再加碱和多元引发剂，并通入二氧化碳控制聚合体系的pH值，进行绝热均聚，然后经水解，造粒，烘干和粉碎即得到产品。所用的多元引发剂由过硫酸盐、水溶性有机偶氮盐和氮三丙烯酰胺构成。聚合时间约4小时，在其水解一步用水蒸汽直接加热聚丙烯酰胺(PAM)胶体，胶体吸水溶解后变得粘稠，这样给后边的造粒和流化干燥造成困难，因而很难实现工业化生产，1996年进行中试后，也证明了这一点。按此法，聚丙烯酰胺的分子量只达到1600万。本专利技术的目的是提供一种，它能弥补现有方法的上述不足。一种，包括将丙烯酰胺单体纯化，加碱和引发剂，进行绝热均聚，然后进行水解，造粒，烘干和粉碎，其特征是所述的水解在微波场作用下进行。本专利技术的方法投资少，水解速度快，生产周期短，分子量高，可达2800万-3600万，生产成本和耗能低，适于大规模产业化生产。下面通过实施例说明本专利技术。在配料釜中加入纯化过的10000kg重量百分浓度为25％丙烯酰胺的水溶液，加入Na2CO3325kg，搅拌溶解后降温至10℃，加入助剂即依次加入螯合剂EDTA0.25kg，链转移抑制剂甲酸钠1.0kg，链增长剂β-二甲氨基丁腈2.5kg，通氮除氧30分钟后，加入复合引发剂即分别加入过硫酸钾12.5g，偶氮二异丁腈25g、氨水250g，再通氮10分钟后，关闭所有阀门，进行聚合反应，3.5小时后釜内温度达到70℃，再用空气把PAM胶体压入微波水解反应器中，进行微波水解8分钟，微波水解反应的温度为85-100℃。最后进行切割造粒、流化干燥、振动研磨及筛分包装。其产品性能指标固含量89％，分子量2910万，水解度23％，过滤比1.21，溶解时间1.2小时，残余单体含量0.015％，水不溶物0.08％。本专利技术的一个特点是不需要控制反应体系的pH值。本专利技术所制备的超高分产量阴离子聚丙烯酰胺的水解度可在15-40％范围内任意调整，与此相应地加入Na2CO3的量与AM重量百分比为8-25，加入助剂量与AM重量百分比EDTA为0.01-0.1，甲酸钠为0.005-0.08，β-二甲胺基丁腈为0.05-0.5。所用的复合引发剂由过硫酸盐、偶氮二异丁腈和氨水构成。过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠和过硫酸铵，其加入量与丙烯酰胺单体重量的百分比过硫酸盐为0.0005～0.001，偶氮二异丁腈为0.001～0.002，NH3水为0.01～0.02。过硫酸盐引发剂链转移作用强，若单独使用，难以获得超高分子量阴离子聚丙烯酰胺，但其活性高，易于低温引发聚合。偶氮二异丁腈链转移作用弱，能获得高分子量产品，但其低温活性差，聚合反应速率慢，NH3既是还原剂，又是链转移剂，它与前两种引发剂构成复合引发剂，控制聚合反应分段引发，平稳缓慢进行，确保超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的合成。聚丙烯酰胺的水解度控制在15％～40％，聚合起始温度10～20℃，聚合时间2.5～3小时，聚合反应完成后，用空气将PAM胶体压入微波水解反应器中进行水解反应，水解反应时间为5～10分钟完成。其反应为 水解反应完成后进行胶体造粒、流化床干燥、振动研磨和筛分包装。现有方法用蒸汽直接加热PAM胶体，会造成PAM分子量降解和吸水溶解后变粘稠，导致无法造粒和流化干燥；在聚合釜夹套内通蒸汽间接加热PAM胶体，因PAM胶体导热性差，会造成釜中间的PAM水解不好和靠近釜壁的PAM分子量降解，如采用直径为1.8m的聚合釜加热4小时，聚合釜中间的PAM胶体从70℃才能升到85℃，而聚合釜壁长时间受热，会导致靠近釜壁的PAM过热，造成分子量降解。本专利技术采用微波水解的方法极性分子在微波场作用下，以每秒几十亿次的速度改变分子的极性方向，分子之间产生类似于磨擦效应的碰撞，从而使物料温度上升。这种方法升温速度快，热效率高，并且加热均匀，使得水解反应在几分钟内即可完成。权利要求1.一种，包括将丙烯酰胺单体纯化，加碱和引发剂，进行绝热均聚，然后进行水解，造粒，烘干和粉碎，其特征是所述的水解在微波场作用下进行。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是在加碱和引发剂时通氮除氧。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是通氮除氧之前加入助剂，该助剂由螯合剂、链转移抑制剂和链增长剂所组成，它们的加入量与丙烯酰胺单体的重量百分比分别为0.01-0.1、0.005-0.08和0.05-0.5。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是所述的引发剂是由过硫酸盐、偶氮二异丁腈和氨水所组成，它们的加入量与丙烯酰胺单体的重量百分比分别为0.0005-0.001、0.001-0.002和0.01-0.02。全文摘要一种超高分子量阴离子聚丙烯酸胺的制备方法,包括将丙烯酰胺单体纯化,加碱和引发剂,进行绝热均聚,然后进行水解,造粒,烘干和粉碎,其特征是所述的水解在微波场作用下进行。在加碱和引发剂时通氮除氧,所述的引发剂是由过硫酸盐、偶氮二异丁腈和氨水所组成。本专利技术的方法投资少,水解速度快,生产周期短,分子量高,可达2800万—3600万,生产成本和耗能低,适于大规模产业化生产。文档编号C08F20/00GK1283641SQ00111320公开日2001年2月14日 申请日期2000年8月26日 优先权日2000年8月26日专利技术者赵阳, 孙龙 申请人:青岛华鲁生化工程有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，包括将丙烯酰胺单体纯化，加碱和引发剂，进行绝热均聚，然后进行水解，造粒，烘干和粉碎，其特征是所述的水解在微波场作用下进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，孙龙，
申请(专利权)人：青岛华鲁生化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]