聚丙烯酸钠树脂合成工艺

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1、常熟理工学院------材料科学与工程专业聚合物合成工艺课程设计题目：生产聚合聚丙烯酸钠树脂的工艺姓名：杨鑫学号：150208112专业：材料科学与工程专业班级：08级材料（1）班指导教师左晓兵起止日期2010.12—2011.01目录一、设计背景1、关于聚丙烯酸钠树脂2、聚丙烯酸钠树脂的产品性能和用途二、设计思路及拟要解决的问题1、生产方法2、设计思路三、聚丙烯酸钠树脂的合成原理1、合成原料以及原料的各种性质2、反应方程式四、聚丙烯酸钠树脂合成工艺过程介绍1、水溶液聚合方法2、反向悬浮聚合五、生产流程图六、生产中注意的问题

2、七、聚丙烯酸钠树脂工艺前景八、参考文献悬浮聚合生产聚丙烯酸钠树脂的合成工艺一、设计背景1、聚丙烯酸钠简介聚丙烯酸钠，英文名Sodiumpolyacrylate，缩写PAAS或简称PAA-Na，结构式为[－CH2－CH(COONa)]n－。是—种水溶性高分子化合物。商品形态的聚丙烯酸钠，相对分子质量小到几百，大到几千万，外观为无色或淡黄色液体、粘稠液体、凝胶、树脂或固体粉末，易溶于水。因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9。能电离，有或无腐蚀性。易溶于氢氧化钠水溶液，但在氢氧化钙、氢氧化镁等水溶液中随碱土金属离子数量增加，先

3、溶解后沉淀。无毒。　　分子式：[C3H3O2Na]n　　分子量：一般10↑3-10↑7数量级水溶性直链高分子聚合物。小相对分子质量的为液体，大的可为固体。固体的商品为白色粉末或颗粒，无臭无味，遇水膨胀，易溶于苛性钠水溶液。吸湿性极强。具有亲水和疏水基团的高分子化合物。缓慢溶于水形成极粘稠的透明液体，其0.5%溶液的粘度约Pa•s，粘性并非吸水膨润（如CMC，海藻酸钠）产生，而是由于分子内许多阴离子基团的离子现象使分子链增长，表现粘度增大而形成高粘性溶液。其粘度约为CMC、海藻酸钠的15-20倍。加热处理、中性盐类、有机酸类对

4、其粘性影响很小，碱性时则粘性增大。不溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。强热至300度不分解。久存粘度变化极小，不易腐败。因系电解质，易受酸及金属离子的影响，粘度降低。遇足量二价以上金属离子（如铝、铅、铁、钙、镁、锌）形成其不溶性盐，引起分子交联而凝胶化沉淀。但是二价金属离子量少时仍为溶液，因此可作为洗涤助剂，起到防止污垢再沉积的作用。pH=4.0以下时可能产生沉淀。随着相对分子质量增大，聚丙烯酸钠自无色稀溶液至透明弹性胶体乃至固体。性质、用途也随相对分子质量不同而有明显区别。相对分子质量在1000-10000的，可作为分散剂，应用于

5、水处理（分散剂或阻垢剂）、造纸、纺织印染、陶瓷等工业领域。用作造纸涂布分散剂时，相对分子质量在2000-4000，涂料浓度在65％～70％时，仍可有良好流变性和熟化稳定性。分子量在1000-3000之间的，用作水质稳定剂和黑液浓缩时结垢控制剂。分子量在10以上的，用作涂料增稠剂和保水剂，可使羧基化丁苯胶乳、丙烯酸酯乳液等合成胶乳黏度增长，避免水分析出，保持涂料体系稳定。分子量在10以上的，用作絮凝剂。还可用作高吸水性树脂，土壤改良剂，以及在食品工业中作增黏剂、乳化分散剂等。1、聚丙烯酸钠树脂的产品性能和用途食品级聚丙烯酸钠的

6、用途　　1、增稠剂。2、作为电解质与蛋白质相互作用，改变蛋白质结构，增强食品的粘弹性，改善组织。3、由于在水中溶解较慢，可预先与砂糖、粉末淀粉糖浆、乳化剂等混合，以提高溶解速度。4、作糖液、盐水、饮料等的澄清剂（高分子凝聚剂）。水处理剂——分散剂水处理剂——絮凝剂造纸化学品造纸涂料上作为分散剂。最合适的相对分子质量是2000-3000。商品形态一般是30%或42%固含量。粘度小于600mPa.s。外观无色透明至琥珀色液体。pH在6-9之间。其他领域　　水性涂料，其分散作用；　　纺织印染助剂，起浆料分散作用；　　陶瓷加工助剂，

7、起分散作用；　　洗涤剂中作为洗涤助剂，起分散作用或防污垢再沉积作用；　　油田上作为堵漏剂；　　农业上作为土壤保湿剂；　　医药上作为药物载体；　　化肥工业作为化肥的控释剂；作为高吸水树脂应用于尿布等。二、设计思路及拟要解决的问题1、生产方法（一）水溶液聚合方法（二）反向悬浮聚合 （三）反向乳液聚合 （四）微波法（五）辐射聚合 2、设计思路未经交联的聚丙烯酸钠是一种水溶性的聚电解质类聚合物,通过交联可赋予聚丙烯酸钠高吸水性。聚丙烯酸钠的羧酸钠侧基遇水后,电离成羧酸根与Na+,Na+在水中可移动离子,主链网络骨架则均为带负电的阴离

8、子,不能移动,其间的排斥作用产生网络扩张的动力。Na+具有一定的活动性,但由于受网络骨架相反电荷的吸引、束缚,使得Na+存在于网络中,这样网络内部Na+浓度大于外部水中Na+浓度,离子网络内外产生渗透压力,加上聚电解质本身的-COONa基团亲水能力很强,水能在很短时间内大量进入网络。由于水