摘要:聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺聚合而成的水溶性的溶液,有粉末狀、溶液及膠體等多種類型。對聚丙烯酰胺的合成技術進行研究,優化生產加工技術措施,獲得更多的新產品,使其滿足市場的需要。
聚丙烯酰胺通過聚合反應獲得,可以通過丙烯酰胺單體聚合而成,也可以通過對丙烯酰胺聚合物進行改性處理,得到需要的聚丙烯酰胺產品。通過自由基的聚合而完成產品的生產加工過程,經過了鏈的引發、鏈增長以及鏈終止、鏈轉移等過程,促進聚丙烯酰胺的合成。
1、聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺是通過聚合反應獲得的,幾乎不溶于有機溶劑,在水中的溶解度比較高,無毒、無腐蝕性。經常被應用于油田三次采油階段,通過溶解形成聚合物母液,稀釋配比后,注入到油層中,驅替油流,提高油田的采收率。
聚丙烯酰胺有陽離子型、陰離子型、非離子性等具體的類型,可以聚合成多種分子量的結構,低分子量、中分子量、高分子量及較高分子量的聚合物,滿足聚合物注入中對分子量不同的需求。
2、聚丙烯酰胺新產品的合成
丙烯酰胺在引發劑的作用下,自由基的聚合反應,獲得聚丙烯酰胺。通過溶液聚合的方式、乳液聚合方式、懸浮聚合方式以及本體聚合的方式,完成產品的生產過程。
2.1 溶液聚合技術措施
溶液聚合是通過單體、引發劑以及溶劑的組合形成,具有突出的特點,獲得高質量的聚合物產品,污染少,聚合物的產率高,不需要對溶劑進行回收處理,減少了加工環節,提高了聚合反應的可靠性。在適當的溫度條件下,聚合物的自由基引發的聚合反應,引發過程可以遵循氧化還原的引發作用,獲得不同分子量的聚合物產品。
聚合反應過程中,通過自由基的聚合反應,產生的熱能無法釋放,結合不同的引發劑,降低聚合反應的溫度,提高聚合反應的轉化率。對溶液聚合技術的優化,研究更多的引發劑體系,對介質的pH值進行控制,并增加各種添加劑,在適當的溫度條件下,加快聚合反應的速度,形成自由基反應的規律。
低濃度的聚合物可以在反應釜中進行聚合反應,經過離子交換的丙烯酰胺水溶液,在惰性氣體的保護下,加入亞硫酸鈉溶液,聚合一定時間后,得到聚丙烯酰胺產品。加入異丙醇等轉移劑,得到不同分子量的聚丙烯酰胺,合理控制引發劑的用量,加快轉移劑的選擇和使用,獲得高分子質量的聚丙烯酰胺。
2.2 反相乳液聚合技術措施
將聚合物單體水溶液分散在乳化劑中,乳化劑需要是油包水型的,引發聚合反應,形成被水溶脹的顆粒,在油中的分散體系,油包水型的膠乳。乳液的穩定性對聚合物的性質影響比較大,需要選擇較佳的油包水型的乳化劑,在乳膠離子外層形成保護膜,保持乳液的穩定,防止互相碰撞粘連,形成新的分子結構,而影響到聚合物的性能。反相乳液聚合技術需要大量的有機溶劑,擴大規模組織生產,技術復雜,成本高。通過反相乳液或者反相微乳液的聚合方式,獲得需要的聚合物成分,滿足聚合物市場的需求。
2.3 懸浮聚合工藝技術措施
丙烯酰胺水溶液在分散的穩定劑存在的條件下,進行懸浮聚合,達到需要的產品質量。穩定劑可以是醋酸纖維素或者二甲苯等,引發后進行聚合反應,獲得聚丙烯酰胺,經過脫水分離,干燥處理,得到高品質的聚合物。
2.4 聚合物新產品合成的研發
我國聚丙烯酰胺生產工藝比較落后,總體的生產規模小,單體的產量低。技術水平低,不能滿足多種生產結構的需要。技術經濟指標落后,迫切要求研發新產品,促進聚丙烯酰胺合成工藝的發展。
大力研究和開發大分子量的聚丙烯酰胺產品,盡可能實現產品型號的多樣化、無毒化。形成規模生產的態勢,擴大聚合物生產規模,減少聚合物的進口數量,提高我國的生產能力。開發適應高溫環境及三次采油技術的聚丙烯酰胺,擴大聚合物的使用范圍,創造較佳的經濟效益。
為了得到更多的聚合物新產品,對聚合物的生產加工技術措施進行升級改造,通過對引發劑、乳化劑的研究,創造更多的引發劑的類型,或者改變聚合的條件,使聚合物的成分發生改變,得到更多不同分子量的聚丙烯酰胺,滿足不同生產工藝的要求。
采用新氧化還原體系,使用丙烯酰胺和丙烯酸作為單體,共聚后得到陰離子型的聚丙烯酰胺,研究引發劑的用量,聚合反應條件的控制,溫度和壓力的數據,對聚合反應的影響。通過對產物的檢測分析,生產出的聚丙烯酰胺分子量,溶解性能好。
將聚丙烯酰胺改性處理,使其轉變為陽離子型的聚丙烯酰胺,將甲醇溶液加注到丙烯酰胺中,反應完全后,加入胺溶液,對聚合物進行改性處理。形成陽離子聚丙烯酰胺,通過共聚和改性處理,獲得新的聚合物產品,滿足市場對聚合物的需求。
3、結束語
通過對聚丙烯酰胺新產品的合成技術措施的研究,獲得更多的新產品,滿足化工生產的需要。隨著聚丙烯酰胺在各個行業需求量的增加,聚合物新產品的合成技術不斷發展,選擇較佳的生產加工技術措施,對聚合物進行聚合或者改性處理,得到需要的高品質聚丙烯酰胺溶液,獲得較佳的經濟效益。