_聚丙烯酰胺的合成及应用研究进展.pdf

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1、第32卷第8期高分子材料科学与工程Vol．32，No．82016年8月POLYMEＲMATEＲIALSSCIENCEANDENGINEEＲINGAug．2016聚丙烯酰胺的合成及应用研究进展11，211，21张海波，陈岚岚，杨艳平，商士斌，宋湛谦(1．中国林业科学研究院林产化学工业研究所生物质化学利用国家工程实验室国家林业局林产化学工程重点开放性实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京210042;2．中国林业科学研究院林业新技术研究所，北京100091)摘要:聚丙烯酰胺是一种水溶性高分子材料，在水处理、石油开采工业、造纸、生

2、物医药等领域都有广泛的应用。传统制备聚丙烯酰胺的方法，有水溶液聚合、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、分散聚合等。近年来发展的一些新兴聚合技术也成功应用于聚丙烯酰胺的制备，如辐射聚合、活性/可控聚合等。文中综述了聚丙烯酰胺的合成方法，并对其生产工艺、理论研究以及潜在的应用等进行了展望。关键词:聚丙烯酰胺;合成;应用中图分类号:TQ326．4文献标识码:A文章编号:1000-7555(2016)08-0177-05聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物及共聚目前，聚丙烯酰胺的合成方法主要为水溶液聚合、［1］物的统称，主要包括非离子型聚丙烯酰胺

3、反相乳液聚合、反相微乳液聚合、水相分散聚合等，近(NPAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子聚些年又有学者将辐射技术、活性/可控自由基聚合等新丙烯酰胺(APAM)、两性聚丙烯酰胺(AmPAM)等4兴的聚合方法与上述方法相结合，促进了聚丙烯酰胺类。聚丙烯酰胺由于结构中含有大量的酰胺基，易生产技术的发展。形成氢键，从而具有较好的稳定、絮凝作用，在污水1．1水溶液聚合处理、石油开采、造纸工业等行业都有十分广泛的丙烯酰胺单体在水溶液中进行的聚合反应称为水［2］应用，素有“百业助剂”之称。聚丙烯酰胺又易溶液聚合。丙烯酰胺单体易溶于水，其

4、在水溶液中的于进行化学改性，可以制备功能性聚丙烯酰胺材聚合速率与相对分子质量要高于在有机溶剂中的反料，例如在聚丙烯酰胺中引入少量疏水基团可得到疏应。丙烯酰胺水溶液聚合主要采用氧化还原引发体水缔合型聚丙烯酰胺，此类聚丙烯酰胺对温度、pH等系，其产品性质易受到溶剂、用量、温度等因素影［3］响［5］。采用水溶液聚合生产的聚丙烯酰胺产品固含因素表现出特殊的性质，可做成智能聚合物;交联型聚丙烯酰胺有较好的吸水性，可以制备水凝胶与高量较低但其具有操作简单、设备要求低、单体转化率较吸水树脂，在生物医药、整形等领域有着重要的应用与高、污染少等优点，因

5、此即使水溶液聚合是生产的聚丙研究。烯酰胺最早采用的方法，但至今仍是最为常用的生产［2］随着我国经济的发展，聚丙烯酰胺产品的消费不方法。断增长。我国聚丙烯酰胺产品主要消费在石油开采领目前，水溶液聚合生产的聚丙烯酰胺产品主要为域，欧美国家主要消费在水处理领域，日本主要消费在聚丙烯酰胺干粉，一般采用中浓度(20%～35%)丙烯造纸工业，但是随着我国对环保要求的不断提高，聚丙酰胺单体聚合。中浓度聚合工艺主要为带式片状聚合烯酰胺在水处理领域的消费也呈现出较大的增长［4］。工艺和釜式大块聚合工艺。带式聚合工艺主要有:美本文主要介绍聚丙烯酰胺的合成

6、方法及应用的研究进国氰胺公司聚合工艺、美国纳尔科公司聚合工艺等;釜式大块聚合工艺主要有日本三洋化成公司聚合工艺、展，并对其发展进行了展望。日本三菱公司聚合工艺等。我国主要采用中浓度聚合1聚丙烯酰胺的主要合成方法工艺，多为固定式和移动式聚合设备，热风式连续干燥doi:10．16865/j．cnki．1000-7555．2016．08．032收稿日期:2015-09-28基金项目:国家自然科学基金资助项目(31470597)通讯联系人:商士斌，主要从事生物质资源的化学研究与利用，E-mail:shangsb@hotmail．com高分子材

7、料科学与工程2016年178［6］工艺。用分散聚合的方法合成了两性聚丙烯酰胺三元共聚［13］1．2反相乳液聚合与反相微乳液聚合物，并对合成工艺进行了优化。Wang使用水相分反相乳液聚合是由Vanderhoff于1962年提出，是散聚合制备了聚［AM-IA-DMDAAC］两性球形粒子，研指将水溶性聚合单体加入到非极性的有机溶剂中，在究发现随着稳定剂浓度增加，粒子先增大后减小，但是［7］油包水型乳化剂的作用下发生聚合反应，其成核机随着单体浓度的增加粒子表现出增大的趋势;而且该理为胶束成核与均相成核机理。一般反相乳液聚合由分散体系在放置6～

8、8月以后仍具有较好的流动性。单体溶液、有机介质以及乳化剂组成，而且在聚合反应1．4聚合技术的发展中乳化剂分子的立体位阻、水合作用、引发剂用量以及目前，在传统的聚丙烯酰胺合成技术的基础上，引聚合单体中N、O极性对单体转化率