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聚丙烯酰胺聚合工艺的基本原理

日期:2018/5/26 15:59:01 来源:澳门新葡萄京所有网站

    聚丙烯酰胺的聚后水解工艺是由物料溶解、聚合反应、预研磨造粒、水解、干燥、研磨筛分、包装等7个主要工序构成的。将丙烯酰胺(AM)均聚成胶,经造粒加入粒碱后进行水解,螺杆式预研磨机对胶体进行预切割更利于胶体的造粒,振动式流化床干燥器对产品进行干燥,可进一步提高产品的质量。而先造粒后干燥的工艺顺序,使粉尘的溢出降至最低限度,主要操作和工艺控制均由DCS系统自动完成,不但降低了工人的劳动强度,而且产品质量指标控制严格,分子量可调范围较大。

    聚合工序和水解工序均发生化学反应,其它工序属于物理加工过程。

    聚合过程基本原理:

    丙烯酰胺单体水溶液均相聚合方法:丙烯酰胺单体溶液在催化剂的作用下,发生自由基聚合。在这种特定过程中,聚合反应分为链引发、链增长、链终止三个基元反应,同时伴有链转移反应。

    (1)链引发

    首先是氧化-还原反应体系催化剂释放自由基,诱发聚合反应。随着氧化还原反应放热,反应逐渐升温,当反应液温度达到40-50℃时,其中的偶氮类催化剂在热活化作用下分解释放自由基继续引发反应,以偶氮二异丁腈分解为例,方程式如下:

聚丙烯酰胺链引发方程式.jpg

    由于引发剂的种类繁多,在不确定具体物质情况下用I→2R·表示初级自由基形成过程。初级自由基与单体加成,生成单体自由基。

聚丙烯酰胺链引发方程式2.jpg

    (2)链增长

    链引发产生的单体自由基不断和单体分子结合生成链自由基,如此反应反复的过程称为链增长反应。单体自由基形成后,继续与其他单体加聚,就进入链增长过程。

聚丙烯酰胺链增长方程式.jpg

    (3)链终止

    链自由基失去活性形成稳定聚合物分子的反应称为链终止反应。

    (4)链转移

    所谓的链转移,既一个增长着的链自由基从其他分子上夺取一个原子,而终止称为稳定的大分子。

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