[发明专利]一种分子量为40～100万的低分子量聚丙烯酰胺制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化合物聚丙烯酰胺的合成方法，尤其涉及一种分子量为（40～100）×10⁴低分子量聚丙烯酰胺的制备方法，属高分子合成领域。 

背景技术

聚丙烯酰胺是一种重要的水溶性高分子，其分子量可以从几千到上千万不等，不同分子量范围的聚丙烯酰胺具有不同的性能和用途，例如在造纸工业中，分子量<100×10⁴可以用作增强剂、分子量介于200×10⁴～500×10⁴之间的可以用作助滤剂、分子量>500×10⁴可以用作絮凝剂。由于丙烯酰胺单体的聚合活性高，反应热效应大，实验室合成和工业生产制备低分子量聚丙烯酰胺比较困难。《华北工学院学报》（2002年第21卷第4期，312～314页）“沉淀聚合法合成聚丙烯酰胺”中报道了以丙酮为溶剂，以BPO-N,N-二甲基苯胺为氧化还原引发体系，在12-30%单体浓度下，合成了分子量60～90万的聚丙烯酰胺；《高分子材料科学与工程》（1997年第13卷第4期，137～139页）“可控分子量聚丙烯酰胺的辐射聚合”中报道了以甲酸钠为链转移剂，用伽马射线辐射聚合，在40%单体浓度下，制备了分子量小于100万的聚丙烯酰胺。 

本技术主要发明者前期采用不同的技术手段，用水溶液聚合法分别合成了（0.5～45）×10⁴分子量聚丙烯酰胺。例如在CN102690381A中，在50%单体浓度下，以异丙醇为移热溶剂，磷酸盐为链转移剂，合成了（0.5～2.0）×10⁴分子量聚丙烯酰胺；在ZL200810048457.5中，在40%单体浓度下，以乙醇为移热溶剂，甲酸钠为链转移剂，合成了（1～2.6）×10⁴分子量聚丙烯酰胺；在ZL03126303.8中，在30%单体浓度下，以异丙醇为链转移剂和移热溶剂，合成了（2～12）×10⁴分子量聚丙烯酰胺；在CN 102391404 A中，在21%单体浓度下，以乙醇为移热溶剂和链转移剂，合成了（10~25）×10⁴分子量聚丙烯酰胺；在CN 102432721 A中，在15%单体浓度下，以丙酮和丁酮为移热溶剂和链转移剂，合成了（20~45）×10⁴分子量聚丙烯酰胺。 

在高分子溶液中，聚合物的分子量与粘度有着极大的关系，同一浓度下，分子量越高，其溶液粘度也越大。在以上低分子量聚丙烯酰胺合成方法中，其聚合物浓度最低为15%，当分子量大于45×10⁴时，其粘度大于10000mPa.s，在聚合过程中，由于粘度大，搅拌困难甚至无法搅拌，反应温度不易控制，容易造成交联使聚合物溶解性变差，使得合成分子量（40~100）×10⁴聚丙烯酰胺较为困难，工业化生产难以实施。急需对其工艺进行改进，满足工业化生产需求。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用水溶液聚合，合成出分子量范围在（40～100）×10⁴、水溶性良好、反应容易控制的低分子量聚丙烯酰胺制备方法，满足工业化生产需求。 

为了实现发明目的，本发明技术方案如下： 

采用水溶液聚合法，选用C₁～C₃羧酸乙酯为移热溶剂，过硫酸铵为引发剂，乙二胺四乙酸二钠盐为稳定剂，通过调节移热溶剂和引发剂的用量合成分子量范围在（40～100）×10⁴低分子量聚丙烯酰胺，具体步骤如下：

⑴单体制备：80.0g 质量百分浓度为40%的丙烯酰胺水溶液或者32g固体丙烯酰胺，加水配制成质量百分比浓度为9.5%～11.5%的丙烯酰胺水溶液，0.04～0.20g过硫酸铵溶于10.0g水中配制成引发剂溶液，乙二胺四乙酸二钠加水配制成质量百分比浓度为3%的水溶液；

⑵在反应器中加入5.0～30.0g C₁～C₃羧酸乙酯移热剂、30.0g上述配制好的丙烯酰胺水溶液、3.0g上述配制好的乙二胺四乙酸二钠盐溶液、1.0g上述配制好的过硫酸铵引发剂溶液，搅拌，逐步升温至回流；

⑶在保持搅拌和回流状态下，分别从恒压漏斗中连续滴加剩余的丙烯酰胺溶液和剩余的过硫酸铵引发剂溶液，在2.0小时内滴加完毕；