水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成条件与应用

水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成条件与应用

张建

上海保立佳化工股份有限公司上海市奉贤区201400

摘要：传统的聚丙烯酰胺产品都是以胶体和粉末状为主，在很多方面都存在一定的问题。例如水包水型聚丙烯酰胺胶体运输和使用较为不便，粉末必须干燥处理、长时间搅拌等等。而随着聚丙烯酰胺在各行业的使用程度加大，很多的人员在其研发上已逐渐引进先进的科学技术，从根本上改善聚丙烯酰胺的产品形式，以此更好的将其良好的性能和作用力展现出来。本文主要就水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成条件与应用进行探讨分析，并提出一些个人观点，以供参考。

关键词：水包水型聚丙烯酰胺乳液；合成条件；应用

1水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成条件

1.1实验部分

1.1.1实验原料

（1）以叔丁醇、硫酸铵与水的混合体系为反应介质，以单体丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为原料；

（2）以丙烯酰胺与乙烯基己内酰胺的聚合物为分散稳定剂，进行分散聚合，得到流动性、稳定性良好的聚丙烯酰胺乳液，其相对平均分子质量为280～320万，单体丙烯酰胺的转化率为99.5%以上。

（3）在水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成实验中，主要材料包括：丙烯酰胺、氢氧化钠、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、无水乙醇、乙二胺四乙酸二钠盐、丙酮、十二烷基硫醇、氯化钠、改性聚乙二醇、聚乙烯醇溶液、偶氮二异丙基脒盐、二甲基二烯丙基氯化铵等。

1.1.2实验器具

四口烧瓶、干燥箱、冷凝管、电动搅拌器、电子天平、酸度计、通气管、氮气钢管等。

1.1.3水包水乳液的制备

（1）取适量的丙烯酰胺、聚乙烯醇溶液、二甲基二烯丙基氯化铵、十二烷基硫醇、乙二胺四乙酸二钠盐加入四口烧瓶；

（2）向烧瓶中加入一定量的蒸馏水，并搅拌均匀，随后通入氮气，等待10分钟左右后，将温度升至适宜的反应温度；

（3）慢慢加入偶氮二异丙基脒盐，待烧瓶中的各种物质反应一段时间后，将其余单体在规定时间内加入烧瓶；

（4）在适合温度下让其反应一定的时间，冷却、过滤后即可得到水包水型聚丙烯酰胺乳液其性能指标如下：外观为白色乳液状、水溶性为速溶、pH值为3.0-5.0、阳离子度的百分比为28.9-29.4、稳定性较好。

1.2各种合成条件对乳液性能的影响分析

1.2.1引发剂种类及其用量对乳液性能的影响

在水包水型聚丙烯酰胺乳液合成过程中一定要重视引发剂的应用，因其是合成中不可缺少的重要原料，能够良好的提高聚合的效率和速度，并且能够让整个聚合反应都控制在较低温度下，通过自身性能良好的降低解活化能，以此达到聚合诱导期的缩短目的。在此次的实验中，通过对比发现利用偶氮二异丙基脒盐作为引发剂比亚硫酸氢钠以及过硫酸铵的效果更好，不仅成功率有所提高，而且聚合较为完全，因此相关人员在选择引发剂时应当结合实际的情况进行应用。另外引发剂的用量问题也是相关实验人员应当关注的重点，用量多少其实是与乳液的分子质量关联的，一般在正常等同温度条件下，引发剂用量的浓度越高，其自由基的浓度就会越高，这样也会加快聚合。但如果浓度较低，那么聚合速率也会相对减慢，增加聚合的周期性。

1.2.2聚合温度的影响

各种因素对于水包水型聚丙烯酰胺乳液的影响性能都是不一样的，在整个实验中我们可以看出，影响水包水型聚丙烯酰胺乳液稳定性和产物性能的还有相应的聚合温度。在这里如果温度太高的话，就会加速整个反应，使其很可能引发爆聚现象，另外也有可能造成聚合物产物的粘连。但反之如果温度太低的话，就会拖延聚合时间，使整个反应速度降低。所以在整个实验过程中一定要控制好聚合温度，在最为合适的时间段进行实验作业，以此更好的维护乳液的增强效果。

2水包水型聚丙烯酰胺乳液的具体应用

2.1在污水处理中的应用

水包水型聚丙烯酰胺乳液在污水处理过程中一般都是用作絮凝剂，其与一般的无机絮凝剂相比而言，水包水型聚丙烯酰胺乳液的处理效率更高，而且用量不用很大，对于污水的适应能力比较强，而且后期形成的泥渣量是比较少的，很方便后期的处理。另外水包水型聚丙烯酰胺乳液是利用自身所带的电荷作用与强度进行澄清作业的，因此很适合用于有机胶体含量高的废水处置。

2.2在石油工业中的应用

2.2.1作为浮选剂用于油田污水净化

随着我国社会经济的快速发展，人们对于能源的使用需求逐渐增大。尤其是石油行业，其属于不可再生能源，以我国目前的开发利用情况来看，很多油田地面的水源都不充足，而且部分油井会不断的排出污水，对周边环境造成各种程度的污染。因此现在相关部门决定从油井中排出来的污水必须都通过合理科学的处理后在回注到井里。除此之外，油井对于回注水的质量要求不低，但现今很多油井排出的污水里都有着悬浮物和大量的剩油，这些物质不清楚干净会严重的影响回注水的质量。此时如果利用水包水型聚丙烯酰胺乳液就可以很好地解决此类问题，因其本身对于油田污水有着超强的净化能力，因此在经过乳液利用后的回注水都符合相关的回注标准，且脱油率非常的高。

2.2.2可作为粘土稳定剂

在石油工业的发展中利用水包水型聚丙烯酰胺乳液的特性可以很好的辅助其作为黏土稳定剂使用。因其乳液中含有比较可观的正电荷，利用正电荷能够和粘土矿物中的负电荷发生作用，以此更好的避免飞石碎屑、井壁坍塌现象发生。另外水包水型聚丙烯酰胺乳液具有良好的地层水体适应性，因此不会造成油层污染，利用此乳液作为粘土稳定剂能够很好的保护粘土结构，稳定石油业长稳发展。

2.3在造纸业中的应用

2.3.1增强颜料以及填料的存留率

在造纸业中，经常会用到水包水型聚丙烯酰胺乳液，特别是在造纸环节中，将其加入纸料中，可以很好的增强填料和纤维的滤网存留，并且提升纸料的脱水效率，此类措施不仅可以促使浆料中的水更好的过滤，还能够减少整体纤维的流失状况。利用水包水型聚丙烯酰胺能够更好的帮助造纸业提高环境保护，达到节能降耗的要求，还能够持续提高过滤设备的整体工作效率，提高其制作质量。

2.3.2增强纸浆的强度

在进行后期造纸作业时，一定要增强纸浆的强度，因为抄纸的速度和纸浆的强度是息息相关的。此时将水包水型聚丙烯酰胺乳液的一定适量放入浆液当中，能够很好的与浆液中的离子慢慢汇合，形成络合物，从而很好的增强纸浆的抱合质量和强度，将纸张的剥离工作能够顺利的进行，并且提高其拉伸强度，增加纸机的整体车速，以此更好的达到产量提高。

结束语：

综上所述，通过此次整体试验分析，完成了水包水型聚丙烯酰胺乳液的合成工作。在进行合成过程中所出现的影响因素经过详细的分析，选择出适合乳液制作的科学工艺条件，以此更好的为后期的聚丙烯酰胺产品研发和应用做出一定的贡献。

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