聚丙烯酰胺合成技术

虽然完全聚合的聚丙烯酰胺没有毒性，但其聚合单体丙烯酰胺却具有强烈的神经毒性，并且还是强致癌物，所以其生产使用过程中单体的残留问题给环境造成的二次污染以及对人类健康造成的威胁仍应引起人们的重视。一般来说，聚丙烯酰胺合成途径有以下3条。

a，丙烯酰胺单体生产技术。

丙烯酰胺单体生产时以丙烯腈为原料，在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品，经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体，反应后滤去催化剂，回收未反应的丙烯腈。此单体即为聚丙烯酰胺的生产原料。以其为原料，利用各种聚合方式得到不同分子量及不同形态的聚丙烯酰胺，通过Mannich 反应进行胺甲基化反应，再通过季铵化反应得到阳离子型聚丙烯酰胺。该法工艺流程简单，丙烯酰胺的选择性和收率可达98%以上。这种得到聚丙烯酰胺的合成途径的缺点是Mannich反应中引人了甲醛等容易残留在聚合物中的杂质物质，降低了聚合物的纯度和质量，而且不易对反应得到的聚合物的阳离子度进行把握和控制。该法工艺流程为:

丙烯腈＋(水催化剂/水)→水合→丙烯酰胺粗品→闪蒸→精制→精丙烯酰胺

b.聚丙烯酰胺聚合技术。

聚丙烯酰胺聚合生产技术是以丙烯酰胺水溶液为原料，在引发剂的作用下，进行聚合反应，在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经切割、造粒、干燥、粉碎，最终制得聚丙烯酰胺产品。目前我国聚丙烯酰胺聚合用的引发剂有无机引发剂、有机引发剂和无机-有机混合体系3种类型。关键工艺是聚合反应，在其后的处理过程中要注意机械降温、热降解和交联，从而保证聚丙烯酰胺的分子量和水溶解性。该法工艺流程为:

丙烯酰胺＋水(引发剂/聚合)→聚丙烯酰胺胶块→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺产品

聚丙烯酰胺生产技术除了单元操作外，在工艺配方上还有较明显的差别，比如目前生产超高分子量聚丙烯酰胺的生产工艺，同样是低温引发，就有前加碱共水解工艺和后加碱后水解工艺之分，两种方法各有利弊，前加碱共水解工艺过程简单，但存在水解传热易产生交联和分子量损失大的问题，后加碱后水解虽然工艺过程增加了，但水解均匀不易产生交联，对产品分子量损失也不大。

c．接枝共聚生产技术。

接枝共聚是指大分子链上通过化学键结合适当的支链或功能性侧基，从而将两种性质不同的聚合物接枝在一起，形成性能特殊的接枝物的反应所形成的产物称作接枝共聚物，性能取决于主链和支链的组成、结构、长度以及支链数，例如如果接枝物支链长，则其性质类似共混物，若支链短而多，接枝物的性质则类似无规共聚物。

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其反应过程为:首先要形成活性接枝点，各种聚合的引发剂或催化剂都能为接枝共聚提供活性种，而后产生接枝点。当活性点处于链的末端时，聚合后将形成嵌段共聚物;而当活性点处于链段中间时，聚合后方能形成接枝共聚物。目前，聚合物的接枝改性技术已成为扩大聚合物应用领域，改善高分子材料性能的一种简便易行、科学高效的方法。