① 水溶液聚合办法。
聚丙烯酰胺安水溶液聚合法是工業出産中選用的主要辦法。配方中單體溶液須經離子交換提純。反響介質水應爲去離子水,引發劑:多選用過硫酸鹽與亞硫酸鹽組成的氧化-複原引發體系,以下降反響引發溫度。此外需加有鏈轉移劑,常用的爲異丙醇。爲了消除或許存在的金屬離子的影響,必要時參加螯合劑乙二胺四乙酸(EDTA)。爲了易于控制反響溫度,單體濃度一般低于25%。
因为聚丙烯酰胺安聚合反响热高达82.8 kJ/mol,聚合热必须及时导出,假如单体浓度为25%~30%即使在10oC引发聚合,假如聚合热不导出,则溶液温度会主动上升到100 oC,将生成很多不溶物。因此导热问题成为出产中的关键问题之一。
出产低分子量产品时刻在釜式反响器中间歇操作或数釜串联接连出产,夹套冷却保持反响温度20~25 oC。转化率达95%~99%停止。出产高分子量产品时,因为产品为冻胶状,不能进行拌和,为了及时导出反响热,工业上选用在反响釜中将配方中的物料混合均匀后,当即送入聚乙烯小袋中。将装有反响物料的聚乙烯设备水槽中冷却反响。须注意的是因为空气中的氧有明显的阻聚效果,制造与加料必须在N2气氛中进行。使用过硫酸盐-亚硫酸盐引发剂体系时,一般引发开端温度为40 oC,假如要求出产超高分子量产品时引发温度应低于20 oC。
因爲單體不揮發,反響後不能除掉,所以未反響單體將殘存于聚聚丙烯酰胺安。延長反響時間,進步反響溫度雖可下降剩余單體量,但出産能力下降而且不溶物含量會添加。爲了下降剩余單體量有的工廠選用複合引發體系,由氧化-複原引發劑與水溶性偶氮引發劑組成。低溫條件下由氧化-複原引發劑發揮效果,後期當反響物料溫度升高後,使偶氮引發劑分解進一步發揮效果,此法出産的聚聚丙烯酰胺安剩余單體含量可低至0.02%(氣相色譜法測定)。水溶性偶氮引發劑爲4,4′-偶氮雙-4-氰基戊酸,2,2′-偶氮雙-4-甲基丁氰硫酸鈉以及2,2′-偶氮雙-2-脒基戊烷二鹽酸鹽等。
測定剩余聚丙烯酰胺安的辦法工業上主要用溴化法;但其靈敏度差,關于極微量單體可用火焰離子譜或高效液相色譜進行測定。
爲了出産含有少數羧基的聚聚丙烯酰胺安,刻在聚合配方中參加適量碳酸鈉,使少數的酰胺基團水解爲羧基並可減少生成不溶物。
按上述辦法組成的聚聚丙烯酰胺安爲高粘度流體或凝膠狀不流動物。可以直接作爲産品,供應距出産工廠較近的使用單位。長途運輸時,則應進行枯燥,出産粉狀固體。膠體物進行枯燥的辦法可用捏和枯燥法,但此法能耗大,並且産品降解嚴峻。出産規模較小時可選用擠出機造粒後,烘房內烘幹的辦法,再經破壞的粉狀産品。産量大而且較先進的辦法是經擠出機造粒後,送入轉鼓式枯燥器,枯燥後破壞得粉狀産品。
② 反相乳液聚合法。
聚丙烯酰胺安单体制造成浓度为30%~60%的水溶液作为分散相,其间加有少数的二乙胺四乙酸和Na2SO4以及氧化-复原引发剂和适量水溶性表面活性剂,其HLB值应较低。用芳烃或饱满脂肪烃作为接连相,其间加有油溶性表面活性剂,其HLB值应较高,如脱水山梨醇油酸酯。Na2SO4具有防止胶乳粒子粘结的效果。分散相与接连相的份额一般为3:7。聚合所得分散相胶乳粒子直径为0.1~10μm,与表面活性剂用量有关。反响温度一般为40 oC,6 h转化率可达98%。此法的优点是反响热易导出,物料体系粘度低,便于操作,产品可不经枯燥直接应用。缺陷是使用有机溶剂,易燃、有效出产能力低于溶液聚合法。