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  • 抗鹽聚丙烯酰胺生產技術工藝原理

    聚丙烯酰胺生產裝置采用丙烯酰胺水溶液聚合法生產聚丙烯酰胺,共有兩種生產工藝:均聚工藝和抗鹽工藝。

    1.均聚工藝

    丙烯酰胺單體在自由基催化劑的作用下,發生聚合反應。在這種特定過程中,聚合反應包括兩步:首先是氧化—還原體系催化劑釋放自由基,然后是偶氮類催化劑在熱活化作用下釋放自由基,見圖3-20.

    均聚工藝

    (1)氧化—還原引發。

    S2O82-?+ 2e?→2SO24-

    HOCH2SO2Na→NaHSO2+HCHO

    2NaHSO2→Na2S2O3+H2O

    2S2O32-?→S4O42-?+ 2e

    (2)偶氮分解方程。

    CO23-?+ H2O→HCO3– + OH

    HCO3+ H2O→H2CO3?+ OH?→ CO2?+ OH+ H2O

    • 因為Na2CO3系二元堿,NaOH用于調節ph值,使溶液呈堿性,從而使丙烯酰胺聚合并發生水解反應,其反應方程如下:偶氮分解方程

    最強反應為:最強反應

    由反應方程式可知:反應將產生與發生水解的丙烯酰胺同樣摩爾數的NH3及一半摩爾數的CO2.由于有氣體放出,在釋放出一部分氣體之前膠體體積大約膨脹2.5倍。

    2.抗鹽工藝

    抗鹽工藝是丙烯酰胺水溶液聚合后,再加入固體氫氧化鈉進行水解的工藝。工藝是在聚合時加入具有抗鹽作用的功能性單體,從而達到在聚丙烯酰胺大分子上引入功能基團的目的。這種功能基團能抑制鈣、鎂等陽離子對黏度的降低,從而降低黏度的損失,起到了抗鹽作用。采用后水解工藝,使大分子鏈在產品中的比重加大,使產品質量大幅度提高,其相對分子質量可達2400*104以上,黏度分別可達60mPa·s(6倍大慶清水)和4OmPa·s(4倍大慶清水),見圖3-21。

    均聚抗鹽工藝

    (1)聚合反應機理。

    本工藝采用丙烯酰胺單體水溶液均聚聚合方法。丙烯酰胺單體在催化劑的作用下,發生自由基聚合。在這種特定過程中,聚合反應包括兩步:首先是氧化–還原反應體系催化劑釋放初級自由基,誘發聚合反應開始,其反應方程如下:聚合反應機理

    隨著聚合放熱,反應逐漸升溫,當反應液溫度達到40-50℃時,其中的偶氮類催化劑在熱活化作用下分解釋放自由基繼續引發反應。偶氮分解方程式如下:偶氮分解方程式

    (2)水解反應基本原理。

    聚合膠粒與粒堿接觸后,發生水解反應。水解反應方程式如下:水解反應方程式

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