[发明专利]一种高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于水溶性聚合物的合成领域，特别是涉及一种相对分子质量2×107以上的超高分子量阴离子型聚丙烯酰胺的制备方法。

背景技术

 目前，国内外制备高分子量阴离子型聚丙烯酰胺主要有以下三种方法：第一种，在丙烯酰胺水溶液中加入碳酸钠或者氢氧化钠等水解剂以及引发剂等各种助剂进行水溶液聚合水解，该方法虽然简单，但是得不到高分子量聚丙烯酰胺。如CN1168894公开，在丙烯酰胺水溶液中加入碳酸钠和多元引发剂等各种助剂，并通入CO₂调节反应体系的PH值，经过绝热聚合后再加热水解，然后经造粒、烘干、粉碎得到产品，该方法虽然工艺较简单，但产品分子量不到1600万，用CO₂调节PH值，给工业化生产带来不便；第二种，如CN1114628C公开，在丙烯酰胺水溶液中加入碳酸钠和引发剂等进行水溶液绝热聚合将聚合物胶体移到微波场中进行水解制得，该方法得获得了高分子量阴离子聚丙酰胺，但是由于增加了微波设备的投资，多了一道工序，工业生产受到一定的限制；第三种，正如JP57202308、CN1027059A、CN1057057A、CN148908A公开，在丙烯酰胺水溶液中加入引发剂等各种助剂进行聚合，然后将胶体经造粒加入氢氧化钠等水解剂混合加热水解制得产品，该方法虽然可以制备出高分子量阴离子型聚丙烯胺，但是存在设备复杂，工艺流程长，生产周期长，能源消耗大，产生大量的氨味，严重污染环境的缺点。

发明内容

为了弥补以上现有方法的不足，本发明目的在于提供一种高分子量阴离子型聚丙烯酰胺的制备方法。

 一种高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，采用聚合釜低温引发绝热聚合，具体包括以下步骤：向聚合釜内加入质量浓度为20～40%丙烯酰胺溶液，加入占丙烯酰胺单体质量15～25%的水解剂，加入占丙烯酰胺单体质量0.05～0.2%的还原剂，加入占丙烯酰胺单体质量0.05～0.15%的链增长剂，加入占丙烯酰胺单体质量0.01～0.1%的水溶性偶氮类引发剂，加入占丙烯酰胺单体质量0.01～0.05%的氨水，加入占丙烯酰胺单体质量3～6%的速溶剂，调整引发温度为5～15℃，通入氮气去除反应体系中溶解氧，然后加入占丙烯酰胺单体质量0.01～0.04%的氧化剂进行釜内绝热聚合，绝热聚合时间为1～7h，绝热聚合完成后加热升温至90～120℃水解2～6h，最后经造粒、烘干、粉碎得到分子量大于2000万的产品。

 进一步的，所述水解剂为碳酸钠，还原剂为有机胺类，链增长剂为β-二甲基丁腈，水溶性偶氮类引发剂为2,2’-偶氮双（2-甲基丙基脒）二盐酸盐或4,4’-偶氮双（4-氰基戊酸），速溶剂为尿素，氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。

进一步的，所述还原剂为乙二胺、二乙胺、三乙胺或乙醇胺。

本发明的特点是：(1) 不需要控制聚合体系的PH值；(2) 由于采用新的多元引发体系，使聚合反应平稳，有利于链的增长；(3) 由于添加了链增长剂，可得到高分子量产品；(4 ) 由于添加了氨水，在聚合反应过程中产生氮三丙烯酰胺，它既是还原剂又是链转移剂，还添加了速溶剂尿素，使产品溶解性好，不溶物含量低。

具体实施方式

实施例1：将144.2Kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入7.8Kg碳酸钠、52Kg丙烯酰胺、1.6Kg尿素、1%氨水0.6Kg、2%二乙胺1.3Kg、2%β-二甲氨基丁腈1.3Kg、1%偶氮（4-氰基戊酸）0.6Kg，调整引发温度15℃，通入氮气以去除反应体系中溶解氧，通入40min后加入0.2%过硫酸铵0.6Kg，约过30min釜内物料开始发粘，并开始升温，3h后釜内温度达88.5℃，加热升温至95+5℃，水解4h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量2100万，不溶物含量0.07%的HPAM。

实施例2：将136.9Kg去离子水放入釜内，在搅拌下依次加入9.6Kg碳酸钠、52Kg丙烯酰胺、2.0Kg尿素、1%氨水1.5Kg、2%乙醇胺2.5Kg、2%β-二甲氨基丁腈2Kg、1%偶氮（4-氰基戊酸）2.0Kg，调整引发温度15℃，通入氮气以去除反应体系中溶解氧，通入40min后加入0.2%过硫酸铵1.5Kg，约过25min釜内物料开始发粘，并开始升温，3h后釜内温度达85.5℃，加热升温至95+5℃，水解4h，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量2260万，不溶物含量0.10%的HPAM。