陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)制備方法
根據單體共聚法的制備工藝流程變化,又可將其進一步以分為水溶液聚合法、模板聚合法、分散聚合法、反相(微)乳液聚合法、紫外光引發聚合法等。
2.1水溶液聚合法
水溶液聚合法是目前較為常用的CPAM制備方法,它將丙烯酰胺(AM)、陽離子單體、引發劑及其他聚合原料全部溶解于水中,并通過熱或光引發聚合反應即可得到原始的膠狀產品,然后將其干燥粉碎造粒后即可得到便于運輸和使用的粉末狀產品。
胡瑞等將AM與DMC按照1:1的摩爾配比,使用水溶液聚合法聚合CPAM,當復合引發劑質量濃度為0.2‰,單體質量濃度為35%,聚合溶液pH為5.5-6.5,尿素質量分數為AM的1‰,乙二胺四乙酸二鈉質量分數為AM的0.2‰,β-二甲胺基丙腈質量分數為AM的0.3‰,反應時間在5到6個小時的反應條件時,制得產品的特性黏數η達到13.95dL/g。
水溶液聚合法的優點是生產工藝成熟,操作方便,工藝安全,現已實現規模工業化生產;缺點是產品中AM殘留量高,聚合過程中易發生交聯反應,使絮凝劑產品的溶解性變差,在聚合反應及干粉造粒過程中均需要加熱,因此能耗較高。
2.2模板聚合法
模板聚合是指聚合時如果單體能沿著長分子鏈定向排列可以改變或控制聚合反應規律,并把長分子鏈物質的這種作用稱為模板效應。目前關于模板聚合還沒有一個嚴格的定義,廣義上是指在聚合反應體系中加入一種特殊的高分子物質作為模板,在聚合過程中模板因含有特殊的化學基團可通過化學鍵作用力如離子鍵、范德華力、氫鍵、共價鍵,或物理作用力如靜電作用等方式與反應物或反應過程中的中間物發生作用,從而改變聚合反應規律,例如聚合反應速率、單體競聚率、聚合物分子序列分布、單體鏈段長度及分子結構等,最終達到改善聚合物性能的目的。所以模板聚合可視為模擬“生物復制”的化學過程,模板在這個過程中相當于對聚合單體起到了“組裝”作用。選擇適宜的模板可使聚合反應按照設想的規律和秩序進行,從而獲得特定分子序列的高分子聚合物。