[发明专利]一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法

说明书

本发明公开了一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：1）将丙烯酰胺单体和去离子水混合配成20～40质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中，然后加入水解剂和助溶剂，搅拌均匀；2）通入氮气，除去溶液及反应器中的氧气；3）加入引发剂，在0～60℃下反应1～10小时，得到胶块；4）将制得的胶块进行水解、破碎、造粒、干燥、粉碎后，得到数均相对分子量达500万以上、溶解时间在10分钟以内的速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺颗粒；所述的助溶剂为交联的亲水性聚合物。本发明提供的速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法，兼顾了聚丙烯酰胺的高分子量和高溶解速度。

技术领域

本发明涉及一种聚丙烯酰胺的制备方法，尤其是涉及一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）是由丙烯酰胺（Acrylamide，AM）聚合得到的高分子化合物，广义上的PAM包括丙烯酰胺的均聚物和共聚物，通常将含有50％以上丙烯酰胺单体结构单元的聚合物都称作聚丙烯酰胺，分子量可以从几千到几千万。按照PAM在水溶液中的电离性可将其分作非离子型（NonionicPolyacylamide，NPAM）、阴离子型（AnionicPolyacrylamide，APAM）、阳离子型（CationicPolyacrylamide，CPAM）和两性型（AmphotericPolyacrylamide，AmPAM或Zwitterion Polyacrylamide，ZPAM）四种。

目前，聚丙烯酰胺（PAM）广泛运用于石油开采、水处理、化工、冶金、造纸等领域。石油开采是目前国内PAM用量最大的领域。水处理是国内PAM第二大消费领域。在城市污水处理方面，PAM主要用于污泥脱水，少部分用于废水澄清。PAM在造纸行业中主要用作助留剂、干增强剂和废水处理的絮凝剂。我国是造纸生产和消费大国，对造纸助剂的需求非常旺盛。另外PAM在采矿、煤炭、粘合剂、皮革复鞣剂等领域也得到良好的利用。

分子量是决定聚丙烯酰胺性能的一个关键因素。分子量越高的聚丙烯酰胺在石油开采、水处理等领域的使用性能越好。另外，聚丙烯酰胺在使用过程中一般是先溶解在水溶液中，再进行使用。而分子量越高的聚丙烯酰胺在水中的溶解速度越慢。因此，提高溶解速度能够提高高分子量聚丙烯酰胺的使用性能。目前，现有的聚丙烯酰胺的溶解时间基本在1～2小时之间，溶解时间长，对工艺要求高，操作复杂，效率较低。

决定聚丙烯酰胺颗粒的溶解速度有颗粒的比表面积以及本身的溶解性能。申请号为201310257597.3的发明申请中通过加入助溶剂氨水以及尿素提高溶解速度。尿素作为聚丙烯酰胺的常用助溶剂，虽然可以在一定程度上增加聚丙烯酰胺的溶解性能，但是无法大幅度提高溶解速度，且加入此类助剂会使得产品含有氨味等不愉快的气味。申请号为201510561500.7的发明申请中通过引入含有羧基及磺酸基的单体提高溶解速度。羧基及磺酸基的亲水性虽然强于酰胺基，可以在一定程度上增加聚丙烯酰胺的溶解性能，但是共单体羧基及磺酸基等引入会影响丙烯酰胺的聚合性能，降低聚合物分子量，无法制备高分子量的聚合物。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法，通过在制备过程中加入助溶剂（交联的亲水性聚合物），在不影响聚丙烯酰胺分子量的情况下大大提高了聚丙烯酰胺的溶解性能。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺的制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：1）将丙烯酰胺单体和去离子水混合配成20～40质量%的丙烯酰胺水溶液加入反应器中，然后加入水解剂和助溶剂，搅拌均匀；2）通入氮气，除去溶液及反应器中的氧气；3）加入引发剂，在0～60℃下反应1～10小时，得到胶块；4）将制得的胶块进行水解、破碎、造粒、干燥、粉碎后，得到数均相对分子量达500万以上、溶解时间在10分钟以内的速溶型阴离子高分子量聚丙烯酰胺颗粒；所述的助溶剂为交联的亲水性聚合物。