[发明专利]超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种丙烯酰胺共聚物的制备方法，特别是一种超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法。

【背景技术】

目前，高相对分子质量阴离子型聚丙烯酰胺主要采用两种水溶液聚合方法制备：一种是在丙烯酰胺聚合过程中加入水解剂，进行聚合同时水解的“一步法”，其优点是制备工艺简单，聚合物水解均匀、溶解性好，但是在制备过程中会产生大量的二氧化碳、氨气等有害气体，污染环境，且不易制备超高分子量阴离子型聚丙烯酰胺；另一种是在丙烯酰胺水溶液聚合过程中不加入水解剂，进行聚合后才加入水解剂进行水解的“二步法”，其优点是可以制备高分子量阴离子型聚丙烯酰胺，但是其聚合工艺复杂，水解不均匀，并且在制备过程中也会产生大量的二氧化碳、氨类等有害气体而污染环境。

【发明内容】

本发明的目的在于：为了克服现有“一步法”、“二步法”的不足，提供一种超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法，该制备方法不用加入水解剂，不会产生有害气体，不污染环境，可制备出溶解性好、相对分子质量超高的丙烯酰胺共聚物。

本发明的目的是这样实现的：它包括以下步骤：在聚合釜中加入丙烯酰胺单体水溶液、助剂、复合引发剂，通入高纯氮气，驱氧进行绝热共聚合，然后进行造粒、烘干、粉碎得到最终产物，其改进之处在于：在聚合釜中加入用于水解的丙烯酸钠单体水溶液，并加入提高相对分子质量的链增长剂；所述丙烯酰胺和丙烯酸钠单体水溶液组成的混合单体的浓度为10～40％，丙烯酸钠单体水溶液的加入量为混合单体总量的10～60％；链增长剂的加入量为混合单体总量的0.001～0.5％；复合引发剂是氧化-还原剂和偶氮类引发剂，氧化-还原剂的加入量为混合单体总量的0.0005～0.3％，偶氮类引发剂的加入量为混合单体总量的0.0002～0.1％；助剂是络合剂和增溶剂，络合剂的加入量为混合单体总量的0～0.6％，增溶剂的加入量为混合单体总量的0.05～10％；

上述超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法中，所述丙烯酰胺单体水溶液的浓度为24％，丙烯酸钠单体水溶液的浓度为80％；

上述超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法中，所述链增长剂为C₁₂～C₂₄脂肪胺类或硼酸盐类化合物的反应产物；

上述超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法中，所述氧化剂为过硫酸钾或过硫酸钠或过硫酸铵；还原剂为亚硫酸钠或亚硫酸氢钠或甲醛次亚硫酸氢钠或四甲基乙二铵或β-二甲氨基丙腈或乙醇胺；偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈或2，2′-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐或4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)二盐酸盐；

上述超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法中，所述络合剂为乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠或乙二胺四乙酸四钠；增溶剂为尿素或甲酸钠或异丙醇；

上述超高分子量聚丙烯酰胺的制备方法中，水溶液共聚合引发温度为3～25℃，聚合时间为3～6h。

相较于现有的高相对分子质量聚丙烯酰胺的制备方法，本发明的有益效果在于：用丙烯酸钠进行水解，在聚合过程中或者聚合后均不加入水解剂，所以不会产生二氧化碳、氨气等有害气体，不污染环境，系环境友好生产方法；在聚合配方中加入适量链增长剂，可获得理想的阴离子型丙烯酰胺共聚物，使其相对分子质量大大提高；加入增溶剂可提高产品的溶解性。

【具体实施方式】

下面通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：本实施例中的氧化剂采用过硫酸铵，还原剂采用亚硫酸氢钠，偶氮类引发剂采用4，4′-偶氮双(4-氰基戊酸)二盐酸盐(以下简称V-44)，络合剂采用乙二胺四乙酸，增溶剂采用尿素。将477.6kg无离子水放入聚合釜内，调整温度至5℃，在通入氮气下依次加入浓度为24％的丙烯酰胺单体水溶液1375kg、浓度为80％的丙烯酸钠单体水溶液137.5kg、0.88kg的链增加剂BC-18、尿素8.8kg、乙二胺四乙酸0.02kg，用10％NaCO₃水溶液调节PH值为9±0.5，继续通氮30min后依次加入0.05kg亚硫酸氢钠、0.08kg的V-44、0.09kg过硫酸铵，再经过20min左右，釜内物料开始发粘，并开始升温，停止通氮，进行绝热聚合，4h后釜内温度达到82℃，待30min后放料，造粒、烘干、粉碎得到相对分子质量3278万的阴离子型丙烯酰胺共聚物。

实施例2：本实施例中的氧化剂采用过硫酸铵，还原剂采用亚硫酸氢钠，偶氮类引发剂采用V-44，络合剂采用乙二胺四乙酸，增溶剂采用尿素。将476.3