PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的生產(chǎn)方法及流程
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PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的生產(chǎn)方法及流程
目前國內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)
聚丙烯酰胺方法有以下幾種。
水溶液聚合方法
丙烯酰胺水溶液聚合法是工業(yè)生產(chǎn)中采用的主要方法，配方中單體溶液須經(jīng)離子交換提純，反應(yīng)介質(zhì)水應(yīng)為去離子水，引發(fā)劑多采用過硫酸鹽與亞硫酸鹽組成的氧化-還原引發(fā)劑體系，以降低反應(yīng)引發(fā)溫度，此外需加鏈轉(zhuǎn)移劑，常用的為異丙醇，為了消除可能存在的金屬離子的影響，必要時(shí)加入螯合劑乙二胺四乙酸(EDTA)，為了易于控制反應(yīng)溫度，單體濃度通常低于25%。
由于丙烯酰胺聚合反應(yīng)熱高達(dá)82.8kJ/mol，聚合熱必須及時(shí)導(dǎo)出，如果單體濃度為25%-30%即使在10℃引發(fā)聚合，如果聚合熱不導(dǎo)出，則溶液溫度會自動上升到100℃，將生成大量不溶物，因此導(dǎo)熱問題成為生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題之一。
生產(chǎn)低相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時(shí)可在釜式反應(yīng)器中間歇操作或多釜串聯(lián)連續(xù)生產(chǎn)，夾套冷卻保持反應(yīng)溫度為20-25℃，轉(zhuǎn)化率達(dá)95%-99%，生產(chǎn)高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時(shí)，由于產(chǎn)品為凍膠狀，不能進(jìn)行攪拌，為了及時(shí)導(dǎo)出反應(yīng)熱，工業(yè)上采用在反應(yīng)釜中將配方中的物料混合均勻后，立即送入聚乙烯小袋中，將裝有反應(yīng)物料的聚乙烯裝置水槽中進(jìn)行冷卻反應(yīng)，須注意的是由于空氣中的氧有明顯的限聚作用，配制與加料必須在N2中進(jìn)行，使用過硫酸鹽-亞硫酸鹽引發(fā)劑體系時(shí)，通常引發(fā)開始溫度為40℃，如果要求生產(chǎn)超高相對分子質(zhì)量產(chǎn)品時(shí)引發(fā)溫度應(yīng)低于20℃。
由于單體不揮發(fā)，反應(yīng)后不能除去，所以未反應(yīng)單休將殘存于聚丙烯酰胺中，延長反應(yīng)時(shí)間，提高反應(yīng)溫度雖可降低殘余單體量，但是生產(chǎn)能力降低而且不溶物含量會增加，為了降低殘余單體量有的工廠采用復(fù)合引發(fā)體系，由氧化-還原引發(fā)劑與水溶性偶氮引發(fā)劑組成，低溫條件下由氧化-還原引發(fā)劑發(fā)揮作用，后期當(dāng)反應(yīng)物料溫度升高后，使偶氮引發(fā)劑分解進(jìn)一步發(fā)揮作用，此法生產(chǎn)的聚丙烯酰胺殘余單體量可低至0.02%(氣相色譜法測定)，水溶性偶氮引發(fā)劑為4，4’-偶氮雙-4-氰基戊酸、2，2’-偶氮雙-4-甲基丁腈硫酸鈉及2,2’-偶氮雙-2-瞇基戊烷二鹽酸鹽等。
測定殘存丙烯酰胺的方法工業(yè)上主要用溴化法，但其靈敏度較差，對于極微量單體可用火焰離子譜或液相色譜進(jìn)行測定，為了生產(chǎn)含有少量羧基的聚丙烯酰胺，可在聚合配方中加入適量碳酸鈉，使少量的酰胺基團(tuán)水解為羧基，減少生成不溶物。
按上述方法合成的
聚丙烯酰胺為高黏度流體或凝膠狀不流動物，可以直接作為商品，供應(yīng)地距生產(chǎn)工廠較近的使用單體，長途運(yùn)輸時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行干燥，生產(chǎn)粉狀固體，膠體物進(jìn)行干燥的方法可用捏和干燥法，但此法能耗大，并且產(chǎn)品降解嚴(yán)重，生產(chǎn)規(guī)模較小時(shí)可采用擠出機(jī)造粒后烘房內(nèi)烘下的方法，再經(jīng)粉碎得粉狀產(chǎn)品，產(chǎn)量大而且較先進(jìn)的方法是經(jīng)擠出機(jī)造粒后，送入轉(zhuǎn)鼓式干燥器，干燥后粉碎得粉狀商品。
反相乳液聚合法
丙烯酰胺單體配制成濃度為30%-60%的水溶液作為分散相，其中加有少量二乙胺四乙酸、Na2SO4以及氧化-還原引發(fā)劑和適量水溶性表面活性劑，其HLB值應(yīng)較低，用芳烴或飽和脂肪烴作為連續(xù)相，其中加有油溶性表面活性劑，其HLB值應(yīng)較高，如脫水山梨醇油酸酯，Na2SO4具有防止乳粒子黏結(jié)的作用，分散相與連續(xù)相的比例通常為3：7，聚合所得分散相膠乳粒子直徑為0.1-10μm，與表面活性劑用量有關(guān)，反應(yīng)溫度一般為40℃，6h轉(zhuǎn)化率可達(dá)98%，此法的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)熱易導(dǎo)出，物料體系黏度低，便于操作，產(chǎn)品可不經(jīng)干燥直接使用，缺點(diǎn)是使用有機(jī)溶劑，易燃，有效生產(chǎn)能力低于溶液聚合法。
懸浮聚合
單體水溶液以小液珠懸浮在有機(jī)溶劑中進(jìn)行的聚合反應(yīng)叫做懸浮聚合，也叫珠狀聚合，懸浮聚合體主要由單體、引發(fā)劑、有機(jī)溶劑和懸浮劑4部分組成，引發(fā)劑溶解于單體水溶液中，分散劑又稱懸浮劑，它的作用是使單體水溶液在攪拌作用下分散成小液珠懸浮在有機(jī)溶劑中，以防止聚合的粒子在聚合過程中互相黏結(jié)，產(chǎn)品粒徑一般為100-2000μm。
與乳液聚合不同的是，單體溶液的分散度較低，一般是以珠狀粒子懸浮在有機(jī)相中，因此，采用的有機(jī)載體是大比重的溶劑如二甲苯、甲氯乙烯等，分散劑一般不用活性高的乳化劑，攪拌強(qiáng)度也較乳液聚合時(shí)小，懸浮聚合得到的產(chǎn)品呈顆粒狀，使用方便。
在懸浮聚合液中，AM水溶液在Span60、無機(jī)氨化物、C12-C18脂肪酸鈉或乙酸丁酸纖維等懸浮劑(分散穩(wěn)定劑)存在下，在汽油、二甲苯、甲氯乙烯中形成穩(wěn)定的懸浮液，引發(fā)聚合，懸浮聚合結(jié)束后，經(jīng)共沸脫水、分離、干燥，得到珠狀或粉狀產(chǎn)品，聚合過程中添加無機(jī)鹽NaCl、NaNO3或Na2CO3可調(diào)節(jié)體系的表面張力，增加懸浮穩(wěn)定性，而對聚合過程影響不大，但加入少量一元、二元或多元羧酸鹽，則通常可使產(chǎn)物相對分子質(zhì)量增大，聚合速率下降。
以上為大家詳細(xì)介紹了PAM聚丙烯酰胺絮凝劑的生產(chǎn)方法及流程，如果您在生產(chǎn)過程中有疑問，可以隨時(shí)來電咨詢我們：185-308-29066，同時(shí)可關(guān)注河南開碧源凈水材料有限公司官方網(wǎng)站：
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