專利名稱：提高耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于部分水解聚丙烯酰胺的制備領(lǐng)域，特別涉及一種利用模板聚合方式制 備具有良好的水溶解性能，同時(shí)在高溫、高礦化度鹽水中具有較高粘度的部分水解聚丙烯 酰胺的制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯酰胺的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使之在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，是水溶性高分子聚合物中 應(yīng)用最為廣泛的品種之一。它可以作為驅(qū)油劑、絮凝劑、增稠劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑以及液體的減 阻劑等，廣泛應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦冶、地質(zhì)、輕紡、建筑等領(lǐng)域。聚丙烯酰胺產(chǎn)品主要包括干粉型、膠體型以及乳液型，而干粉型約占總量的90% 以上，是聚丙烯酰胺產(chǎn)品中最主要的類型。目前，部分水解聚丙烯酰胺干粉產(chǎn)品的生產(chǎn)方式 主要包括三種共聚合法、前水解法和后水解法。共聚合法生產(chǎn)方式優(yōu)勢在于生產(chǎn)工藝簡單，無后水解過程，無需另外的設(shè)施，設(shè)備 投資小。但是共聚合法由于在聚合體系中引入了大量的丙烯酰胺以外的聚合單體，使得產(chǎn) 物的分子量不高，溶解速度差，產(chǎn)品粘度等指標(biāo)很難滿足耐溫抗鹽的要求。前水解法生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺分子量可以達(dá)到1800萬左右，粘度可以滿 足一般使用要求，但在高溫、高礦化度環(huán)境條件下粘度較低，經(jīng)常不能滿足使用的要求。前 水解過程是在聚合前加堿，在聚合完畢后聚合產(chǎn)物加熱進(jìn)行水解反應(yīng)，生產(chǎn)過程中需要配 套加熱設(shè)施，占用反應(yīng)釜時(shí)間長，生產(chǎn)效率低，同等生產(chǎn)能力下，設(shè)備投資較高，同時(shí)由于聚 合產(chǎn)物是熱的不良導(dǎo)體，在加熱過程中熱能損耗很大，存在能源浪費(fèi)的情況，因此生成過程 成本較高。傳統(tǒng)的后水解的生產(chǎn)方式主要是指丙烯酰胺在一定條件下聚合，所得產(chǎn)物被擠壓 出后，經(jīng)過造粒，利用捏合機(jī)在高溫下與堿相互作用，水解形成部分水解聚丙烯酰胺。后水 解方式生產(chǎn)的聚丙烯酰胺產(chǎn)品分子量可以達(dá)到1800 2200萬，所得產(chǎn)品比共聚技術(shù)和前 水解技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品在相同的條件下具有較高的粘度和更好的熱穩(wěn)定性。但是由于生 產(chǎn)流程較長，需要捏合機(jī)、熟化器等設(shè)備，造成設(shè)備投資大，耗能高，產(chǎn)品的生產(chǎn)流程成本較 尚ο以上生產(chǎn)部分水解聚丙烯酰胺的方法都不能生產(chǎn)出適合于嚴(yán)苛使用要求的高性 能產(chǎn)品，同時(shí)生產(chǎn)流程存在上述分析的問題，生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)效率較低。為此，有必要開 發(fā)新的生產(chǎn)工藝，克服上述生產(chǎn)中的缺陷，進(jìn)一步提高丙烯酰胺聚合的分子量，提高產(chǎn)品的 溶解性、提高耐溫抗鹽性能，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)過程的能耗和成本。利用模板聚合原理，可以改變聚合反應(yīng)的速度，同時(shí)改變聚合產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)某 些特殊結(jié)構(gòu)及特殊功能聚合物的分子設(shè)計(jì)及合成。在CN200510011447. X中報(bào)道了利用模 板聚合方式合成了對PH值十分敏感的凝膠。在CN200510011448.4中報(bào)道了利用模板聚合 方法合成了溶解性能好的疏水締合水溶性聚合物。本發(fā)明的特點(diǎn)是通過使用模板聚合方式 提高了部分水解聚丙烯酰胺耐溫抗鹽性能的同時(shí)，減少生產(chǎn)流程的投資和能耗，提高生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于將模板聚合方法應(yīng)用于聚丙烯酰胺的生產(chǎn)中，提供一種可以控 制聚合反應(yīng)歷程，改變聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)，可以提高耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺的制 備方法，利用這種模板聚合的生產(chǎn)方法，可以得到分子量高、溶解性能好、并且在高溫、高礦 化度鹽水中還保持有較高的粘度的部分水解聚丙烯酰胺。本發(fā)明的提高耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺的制備方法是利用模板聚合 的方法，該方法包括以下步驟(1)配制聚合液將丙烯酰胺單體和功能性單體以及模板物質(zhì)三種組分按質(zhì)量比為100 1 10 0.05 5的比例向配料釜中進(jìn)行投料，并用蒸餾水配成濃度為20 35wt%的水溶液； 然后加入助劑，攪拌混合得到聚合液；(2)配制引發(fā)劑引發(fā)劑中的氧化劑用量為步驟⑴所述的丙烯酰胺單體重量的0.00001% 1%， 引發(fā)劑中的還原劑用量為步驟(1)所述的丙烯酰胺單體重量的0. 000001% 0. 1% ；按上 述比例分別稱取氧化劑和還原劑，分別用蒸餾水完全溶解(蒸餾水的用量為能夠全部溶解 氧化劑或還原劑的量即可)，避光保存；(3)聚合將步驟(1)配制好的聚合液輸送到聚合釜中，向聚合液中通入高純氮?dú)?純度為 99. 999% )除去聚合液中的氧氣，以使聚合反應(yīng)在絕氧條件下進(jìn)行，同時(shí)對聚合液進(jìn)行降 溫，待聚合液溫度降至溫度為0 15°C，先將步驟( 配制好的引發(fā)劑中的還原劑全部加 入，然后再全部加入氧化劑，加完后繼續(xù)向聚合液中通入高純氮?dú)猓? 10分鐘后停止通高 純氮?dú)?，密閉聚合釜，使聚合在絕氧條件下進(jìn)行；(4)水解待步驟(3)反應(yīng)結(jié)束后將得到的聚丙烯酰胺膠體利用高壓氣體從聚合釜中擠出， 利用造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到聚丙烯酰胺膠體顆粒；本發(fā)明采用螺桿傳送方式將聚丙烯酰胺膠體顆粒從造粒機(jī)出料口傳送至中間料 倉(聚丙烯酰胺膠體顆粒進(jìn)行靜態(tài)水解的儲罐)，聚丙烯酰胺膠體顆粒在螺桿的傳送過程 中向螺桿前部連續(xù)勻速加入NaOH，利用聚丙烯酰胺膠體顆粒生成時(shí)本身具有的溫度，在出 料的同時(shí)加入NaOH進(jìn)行后水解，單位時(shí)間內(nèi)加入的NaOH重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺 膠體顆粒的流出重量比例為15% 30%，NaOH加入總量為步驟⑴所述的丙烯酰胺單體 重量的15% 30%，在螺桿傳送過程中聚丙烯酰胺膠體顆粒可以與NaOH充分混合；待聚丙 烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后密閉中間料倉1 3小時(shí)，即可完成聚丙烯酰胺膠體 顆粒的水解反應(yīng)；(5) 二次造粒、烘干出成品待步驟(4)完成后可得到部分水解的聚丙烯酰胺膠體顆粒，進(jìn)行二次造粒，再烘 干，粉碎后即可得到部分水解聚丙烯酰胺干粉成品。本發(fā)明化學(xué)反應(yīng)包括兩步聚合反應(yīng)階段和水解反應(yīng)階段。
本發(fā)明聚合反應(yīng)階段聚合起始溫度一定要控制在0 15°C，在此溫度條件下模板 物質(zhì)與聚合單體中的功能性單體作用更為明顯，有利于形成具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺產(chǎn) 物。本發(fā)明聚合反應(yīng)階段加入引發(fā)劑前通入高純氮?dú)庖浞郑允咕酆象w系中的氧氣 排除；在聚合過程中要監(jiān)控聚合溫度，當(dāng)溫度在0. 5小時(shí)內(nèi)沒有明顯變化，即可認(rèn)為聚合反 應(yīng)基本結(jié)束，得到聚合產(chǎn)物即聚丙烯酰胺膠體。本發(fā)明中當(dāng)聚合反應(yīng)結(jié)束后聚合產(chǎn)物經(jīng)過造粒再加入NaOH進(jìn)行水解反應(yīng)，聚合 產(chǎn)物用高壓氣體從聚合釜中擠壓出進(jìn)行造粒，利用聚丙烯酰胺膠體顆粒生成時(shí)本身具有的 溫度，在出料的同時(shí)加入NaOH進(jìn)行后水解，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)出的聚丙烯酰胺膠體顆粒與單位 時(shí)間內(nèi)加入的NaOH重量比例應(yīng)控制在15% 30%，聚合物膠體顆粒與加入的NaOH混合過 程發(fā)生在螺桿傳送過程中，使得到的部分水解聚丙烯酰胺的水解度為15% 30%。本發(fā)明所提供的制備具有良好耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺生產(chǎn)技術(shù)包 括新的聚合技術(shù)和生產(chǎn)流程的改進(jìn)，通過引進(jìn)新的聚合技術(shù)以及生產(chǎn)流程的改進(jìn)，提高了 部分水解聚丙烯酰胺的耐溫抗鹽性能，減少了生產(chǎn)設(shè)備投資、提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明在聚合過程中使用模板聚合方式，部分水解聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量可以 達(dá)到2500 3200萬，同時(shí)高分子結(jié)構(gòu)與無規(guī)共聚產(chǎn)物比較具有更為有序的嵌段序列結(jié)構(gòu)， 使得這種部分水解聚丙烯酰胺擁有良好的溶解性能，并且在高溫、高礦化度的鹽水中還保 持有較高的粘度。在后水解過程中本發(fā)明使用螺桿混料方式，設(shè)備投資大為降低，同時(shí)生產(chǎn) 過程能耗大幅度降低，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明中使用的少量功能性單體在模板物質(zhì)作用下與丙烯酰胺單體共聚合，這類 功能性單體在聚合過程中能與模板物質(zhì)相互作用，提高自身的竟聚率，在產(chǎn)物高分子鏈條 中這類功能性單體具有更完整的序列嵌段結(jié)構(gòu)，這類功能性單體選自丙烯酸、丙烯酸水溶 性衍生物單體、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸水溶性衍生物單體等中的一種。步驟(4)所述的將得到的聚丙烯酰胺膠體利用高壓氣體從聚合釜中擠出，利用造 粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到聚丙烯酰胺膠體顆粒，所得聚丙烯酰胺膠體顆粒的最大粒徑優(yōu)選不超 過 3mm。所述的丙烯酸水溶性衍生物單體選自N-乙基丙烯酰胺、N-羥乙基丙烯酰胺、丙烯 酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、β-胺基乙基丙烯酸酯、β-胺基乙基丙烯酸鹽酸鹽、β-胺基乙 基丙烯酸硫酸鹽、N，N- 二甲胺基乙基丙烯酸酯、N，N- 二甲胺基乙基丙烯酸鹽酸鹽、N，N- 二 甲胺基乙基丙烯酸硫酸鹽、β-胺基乙基甲基丙烯酸酯、β-胺基乙基甲基丙烯酸鹽酸鹽、 β -胺基乙基甲基丙烯酸硫酸鹽、N, N- 二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯、N, N- 二甲胺基乙基甲 基丙烯酸鹽酸鹽、β -胺基乙基甲基丙烯酸硫酸鹽、N-乙烯基吡啶鹽、N-乙烯吡咯烷酮等中 的一種。所述的甲基丙烯酸水溶性衍生物單體選自N-甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯、 甲基丙烯酸羥丙酯、2-甲基，2-丙烯酰胺基丙磺酸等中的一種。本發(fā)明中所涉及到的模板物質(zhì)選自聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚丙烯酰 氧乙基三甲基氯化銨、聚二甲基烯丙基胺、聚二甲基二烯丙基胺、聚烯丙基胺、聚乙烯吡咯 烷酮、聚乙烯吡啶、span(司班)系列表面活性劑、tween(吐溫)系列表面活性劑、聚乙烯 醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯等中的一種。
所述的span (司班)系列表面活性劑選自 span-20、span-40、span-65、span-80、 span-80、span-85 等中的一種。所述的twee (吐溫)系列表面活性劑選自tween_20、tween-2U tween-40、 tween-60、tween-61、tween-65、tween-80、tween-81 等中的一禾中。本發(fā)明在聚合過程中加入適量的助劑，可以起到調(diào)節(jié)聚合產(chǎn)物分子量以及改變產(chǎn) 物的溶解性能。所述的助劑是無機(jī)鹽、尿素、硫脲、十二烷基硫醇和乙二胺四乙酸鈉鹽的混合物； 其中所述的無機(jī)鹽用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的1 5% ；所述的尿素用量 為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的1 5% ；所述的硫脲用量為配料釜中投入丙烯酰胺 重量的0. 1 ；所述的十二烷基硫醇用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的0. 01 0. ；所述的乙二酸四乙酸鈉鹽用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的0. 01 0. 1%。所述的無機(jī)鹽是NaCl、Na2SO4, Na2C03、NaHC03、(NH4) 2C03、NH4HC03、(NH4) 2S04、NH4Cl 等中的一種。本發(fā)明在模板聚合過程中使用了新的引發(fā)劑體系，使得聚合反應(yīng)可以在低溫條件 下順利進(jìn)行，以便獲得超高分子量的聚合物產(chǎn)品。本發(fā)明使用了氧化-還原體系引發(fā)劑。所述的引發(fā)劑體系中所使用的氧化劑選自過氧化氫、有機(jī)過氧化氫、過硫酸鹽、過
氧化二苯甲酰等中的一種。所述的有機(jī)過氧化氫選自氯代二異丙苯過氧化氫，二叔丁基異丙苯過氧化氫，環(huán) 己基苯過氧化氫，1,2, 3,4,4a, 9,10, IOa-八氫萘過氧化氫，叔丁基異丙苯過氧化氫，氯代異 丙苯過氧化氫，三異丙苯過氧化氫，1-甲基十一烷基甲苯過氧化氫，二異丙苯過氧化氫，異 丙基-1，2，3，4-四氫萘過氧化氫，鄰、間、對-異丙苯過氧化氫，1-甲基十一烷基異丙苯過氧 化氫，間二異丙苯過氧化氫，1-甲基-1，2，3，4-四氫萘過氧化氫，5- (4-異丙苯基)-2-戊烯 過氧化氫，1，2-雙二甲基苯丁烷過氧化氫，1,2- 二苯基丁烷過氧化氫，2，2，5-三甲基己烷 過氧化氫，對甲基異丙苯過氧化氫，鄰、間、對-甲基異丙苯過氧化氫，脂肪族烷基化合物過 氧化氫，1-甲基丁基異丙苯過氧化氫，甲基異丙苯過氧化氫，甲基環(huán)己烷過氧化氫，1，2，3， 4-四氫萘過氧化氫，2，3- 二甲基丁烷過氧化氫，仲丁基苯過氧化氫，以及5-苯基-2-戊烯 過氧化氫等中的一種。 所述的過硫酸鹽選自過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨等中的一種。所述的引發(fā)劑體系中使用的還原劑選自亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、乙二胺、三乙胺、 二乙醇胺、三乙醇胺、N, N-二甲基對甲苯胺、硫酸錳、硫酸亞銅、硫酸亞鐵、氯化錳、氯化亞 銅、氯化亞鐵、四甲基乙二胺等中的一種。所述的亞硫酸鹽選自亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、亞硫酸銨等中的一種。所述的亞硫酸氫鹽選自亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、亞硫酸氫銨等中的一種。本發(fā)明由于在聚合階段采用模板聚合的方式使得聚合物膠體顆粒在擁有超高分 子量的同時(shí)還保持良好的溶解性能，利用聚合物膠體顆粒生成時(shí)本身具有的溫度，在出料 的同時(shí)加入NaOH進(jìn)行后水解。本發(fā)明中膠體顆粒與NaOH的混合在價(jià)格低廉能耗較低的螺 桿混合器內(nèi)進(jìn)行，與傳統(tǒng)的后水解工藝相比，不但滿足了混料均勻的要求，還節(jié)約了設(shè)備成 本，使出料、混料和輸送同時(shí)進(jìn)行，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，大幅度的提高了生產(chǎn)效率，降低了輸送 和粘合所需要的能耗；無需前水解工藝中的加熱步驟，節(jié)約了大量能源，節(jié)省了加熱設(shè)備投
應(yīng)用本發(fā)明所生產(chǎn)的提高耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品通過核磁證 明，當(dāng)引入模板物質(zhì)進(jìn)行模板聚合反應(yīng)，所得聚合產(chǎn)物與無模板參與的聚合產(chǎn)物相比具有 更長的嵌段序列結(jié)構(gòu)。這種嵌段序列長度可以通過改變模板物質(zhì)的加入量進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種 具有長序列結(jié)構(gòu)的聚合產(chǎn)物具有更高的表觀粘度以及更好的溶解性，尤其在高溫高鹽的環(huán) 境中，還保留有較高的粘度，體現(xiàn)了優(yōu)異的耐溫抗鹽性能。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1按以下配方稱取各組分將上述引發(fā)劑各自單獨(dú)在1升燒杯中用蒸餾水溶解好，避光保存；其余各組份溶 解在配料釜中，補(bǔ)蒸餾水至500kg得到聚合液，將聚合液輸入聚合釜中，向聚合液中通入高 純氮?dú)怛?qū)除氧氣，同時(shí)對聚合液進(jìn)行降溫，待聚合液降溫至8°C，先將配制好的三乙胺水溶 液加入至聚合釜中，再將配制好的2，3-二甲基丁烷過氧化氫水溶液加入聚合釜中，加完后 繼續(xù)通入高純氮?dú)猓?0分鐘后停止通高純氮?dú)?，密閉聚合釜，使聚合在絕氧條件下進(jìn)行；待聚合反應(yīng)結(jié)束后將得到的聚丙烯酰胺膠體利用高壓氣體從聚合釜中擠出，利用 造粒機(jī)進(jìn)行造粒，以所得聚丙烯酰胺膠體顆粒的最大粒徑不超過3mm為宜；采用螺桿傳送 方式將聚丙烯酰胺膠體顆粒從造粒機(jī)出料口傳送至中間料倉(聚丙烯酰胺膠體顆粒進(jìn)行 靜態(tài)水解的儲罐)，在聚丙烯酰胺膠體顆粒在螺桿的傳送過程中向螺桿前部連續(xù)勻速加入 NaOH,單位時(shí)間內(nèi)加入的NaOH重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重量比例 為25%，NaOH加入總量為2^g，在螺桿傳送過程中聚丙烯酰胺膠體顆?？梢耘cNaOH充分 混合；待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至中間料倉后密閉中間料倉3小時(shí)，即可完成聚丙烯 酰胺膠體顆粒的水解反應(yīng)；待水解反應(yīng)完成后可得到水解度為25%的聚丙烯酰胺膠體顆粒，進(jìn)行二次造粒， 再烘干，粉碎后即可得到約500kg、水解度為25%的聚丙烯酰胺干粉成品。應(yīng)用上述實(shí)施例生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品與其它方法生產(chǎn)的部分水解聚
丙烯酰胺
丙烯酸羥乙酯
聚二甲基烯丙基胺
Na2SO4
尿素
硫脲
十二烷基硫醇 乙二酸四乙酸鈉鹽 引發(fā)劑
2，3-二甲基丁烷過氧化氫 三乙胺
0. 025kg 0. 063kg
100kg IOkg 3. 7kg 2. 5kg
0.8kg 0. 07kg 0.01kg丙烯酰胺產(chǎn)品性能比較列于表1中，所使用的共聚合法生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品、 前水解法生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品、后水解法生產(chǎn)的部分水解聚丙烯酰胺產(chǎn)品為目 前市售較常用的產(chǎn)品。表1
權(quán)利要求
1. 一種提高耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺的制備方法，該方法是利用模板聚合 的方法，其特征是，所述方法包括以下步驟(1)配制聚合液將丙烯酰胺單體和功能性單體以及模板物質(zhì)三種組分按質(zhì)量比為100 1 10 0.05 5的比例向配料釜中進(jìn)行投料，并用蒸餾水配成濃度為20 35wt%的水溶液； 然后加入助劑，攪拌混合得到聚合液；(2)配制引發(fā)劑引發(fā)劑中的氧化劑用量為步驟(1)所述的丙烯酰胺單體重量的0. 00001% 1%，引發(fā) 劑中的還原劑用量為步驟(1)所述的丙烯酰胺單體重量的0. 000001% 0. 1% ；按上述比 例分別稱取氧化劑和還原劑，分別用蒸餾水完全溶解，避光保存；(3)聚合將步驟(1)配制好的聚合液輸送到聚合釜中，向聚合液中通入高純氮?dú)獬ゾ酆弦褐?的氧氣，以使聚合反應(yīng)在絕氧條件下進(jìn)行，同時(shí)對聚合液進(jìn)行降溫，待聚合液溫度降至溫度 為0 15°C，先將步驟( 配制好的引發(fā)劑中的還原劑全部加入，然后再全部加入氧化劑， 加完后繼續(xù)向聚合液中通入高純氮?dú)猓? 10分鐘后停止通高純氮?dú)?，密閉聚合釜，使聚合 在絕氧條件下進(jìn)行；(4)水解待步驟(3)反應(yīng)結(jié)束后將得到的聚丙烯酰胺膠體利用高壓氣體從聚合釜中擠出，利用 造粒機(jī)進(jìn)行造粒，得到聚丙烯酰胺膠體顆粒；采用螺桿傳送方式將聚丙烯酰胺膠體顆粒從造粒機(jī)出料口傳送至中間料倉，在聚丙 烯酰胺膠體顆粒在螺桿的傳送過程中向螺桿前部連續(xù)勻速加入NaOH，單位時(shí)間內(nèi)加入的 NaOH重量應(yīng)與單位時(shí)間內(nèi)聚丙烯酰胺膠體顆粒的流出重量比例為15% 30%，NaOH加入 總量為步驟(1)所述的丙烯酰胺單體重量的15% 30%;待聚丙烯酰胺膠體顆粒全部移至 中間料倉后密閉中間料倉1 3小時(shí)，即完成聚丙烯酰胺膠體顆粒的水解反應(yīng)；(5)二次造粒、烘干出成品待步驟(4)完成后得到部分水解的聚丙烯酰胺膠體顆粒，進(jìn)行二次造粒，再烘干，粉碎 后即得到部分水解聚丙烯酰胺干粉成品；所述的功能性單體選自丙烯酸、丙烯酸水溶性衍生物單體、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸水 溶性衍生物單體中的一種；所述的模板物質(zhì)選自聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化 銨、聚二甲基烯丙基胺、聚二甲基二烯丙基胺、聚烯丙基胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯吡啶、 span系列表面活性劑、tween系列表面活性劑、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯中的一種；所述的助劑是無機(jī)鹽、尿素、硫脲、十二烷基硫醇和乙二胺四乙酸鈉鹽的混合物；其中所述的無機(jī)鹽用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的1 5% ；所述的尿素 用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的1 5% ；所述的硫脲用量為配料釜中投入丙烯 酰胺重量的0. 1 ；所述的十二烷基硫醇用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的 0.01 0. 1%;所述的乙二酸四乙酸鈉鹽用量為配料釜中投入丙烯酰胺單體重量的0.01 0. 1% ；所述的引發(fā)劑體系中所使用的氧化劑選自過氧化氫、有機(jī)過氧化氫、過硫酸鹽、過氧化二苯甲酰中的一種；所述的引發(fā)劑體系中所使用的還原劑選自亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、乙二胺、三乙胺、二 乙醇胺、三乙醇胺、N, N-二甲基對甲苯胺、硫酸錳、硫酸亞銅、硫酸亞鐵、氯化錳、氯化亞銅、 氯化亞鐵、四甲基乙二胺中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的部分水解聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量 為2500 3200萬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是步驟(4)所述的聚丙烯酰胺膠顆粒的最大 粒徑不超過3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的丙烯酸水溶性衍生物單體選自N-乙 基丙烯酰胺、N-羥乙基丙烯酰胺、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、胺基乙基丙烯酸酯、 β -胺基乙基丙烯酸鹽酸鹽、β -胺基乙基丙烯酸硫酸鹽、N, N- 二甲胺基乙基丙烯酸酯、N， N-二甲胺基乙基丙烯酸鹽酸鹽、N，N-二甲胺基乙基丙烯酸硫酸鹽、β-胺基乙基甲基丙烯 酸酯、β-胺基乙基甲基丙烯酸鹽酸鹽、β-胺基乙基甲基丙烯酸硫酸鹽、N，N-二甲胺基乙 基甲基丙烯酸酯、N，N- 二甲胺基乙基甲基丙烯酸鹽酸鹽、β -胺基乙基甲基丙烯酸硫酸鹽、 N-乙烯基吡啶鹽、N-乙烯吡咯烷酮中的一種；所述的甲基丙烯酸水溶性衍生物單體選自N-甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基 丙烯酸羥丙酯、2-甲基，2-丙烯酰胺基丙磺酸中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的span系列表面活性劑選自span-20、 span-40> span-65> span-80> span-80> span-85 中的一禾中；所述的 tween 系列表面活性劑選自 tween-20、tween-21、tween-40、tween-60、 tween-61、tween-65、tween-80、tween-81 中的一禾中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的無機(jī)鹽是NaCl、Na2SO4,Na2CO3^ NaHCO3> (NH4)2CO3^ NH4HCO3> (NH4) 2S04、NH4Cl 中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的有機(jī)過氧化氫選自氯代二異丙苯過 氧化氫，二叔丁基異丙苯過氧化氫，環(huán)己基苯過氧化氫，1,2, 3,4a, 9,10, IOa-八氫萘過氧化 氫，叔丁基異丙苯過氧化氫，氯代異丙苯過氧化氫、三異丙苯過氧化氫，1-甲基十一烷基甲 苯過氧化氫，二異丙苯過氧化氫，異丙基-1，2，3，4-四氫萘過氧化氫，鄰、間、對-異丙苯過 氧化氫，1-甲基十一烷基異丙苯過氧化氫，間二異丙苯過氧化氫，1-甲基-1，2，3，4-四氫萘 過氧化氫，5- (4-異丙苯基)-2-戊烯過氧化氫，1，2-雙二甲基苯丁烷過氧化氫，1，2- 二苯基 丁烷過氧化氫，2,2, 5-三甲基己烷過氧化氫，對甲基異丙苯過氧化氫，鄰、間、對-甲基異丙 苯過氧化氫，脂肪族烷基化合物過氧化氫，1-甲基丁基異丙苯過氧化氫，甲基異丙苯過氧化 氫，甲基環(huán)己烷過氧化氫，1,2,3,4-四氫萘過氧化氫，2，3- 二甲基丁烷過氧化氫，仲丁基苯 過氧化氫，以及5-苯基-2-戊烯過氧化氫中的一種；所述的過硫酸鹽選自過硫酸鈉、過硫酸鉀、過硫酸銨中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的亞硫酸鹽選自亞硫酸鈉、亞硫酸鉀、 亞硫酸銨中的一種；所述的亞硫酸氫鹽選自亞硫酸氫鈉、亞硫酸氫鉀、亞硫酸氫銨中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用模板聚合方式制備提高耐溫抗鹽性能的部分水解聚丙烯酰胺的制備方法。本發(fā)明的聚合起始溫度控制在0～15℃，在此溫度下模板物質(zhì)與聚合單體中的功能性單體作用更為明顯，利于形成具有嵌段結(jié)構(gòu)的聚丙烯酰胺產(chǎn)物；由于在聚合階段采用模板聚合的方式使得聚合物膠體顆粒在擁有超高分子量的同時(shí)還保持良好的溶解性能，利用聚合物膠體顆粒生成時(shí)本身具有的溫度，在出料的同時(shí)加入NaOH進(jìn)行后水解。本發(fā)明的部分水解聚丙烯酰胺的數(shù)均分子量可達(dá)到2500～3200萬，同時(shí)高分子結(jié)構(gòu)與無規(guī)共聚產(chǎn)物比較具有更為有序的嵌段序列結(jié)構(gòu)，使得這種部分水解聚丙烯酰胺擁有良好的溶解性能，并且在高溫、高礦化度的鹽水中還保持有較高的粘度。
文檔編號B29B9/06GK102060965SQ200910237809
公開日2011年5月18日 申請日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者吳飛鵬, 張?jiān)讫? 張玉璽, 施盟泉 申請人:中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所