[發明專利]聚丙烯酰胺及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410035017.0
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103788269A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 董堅;孫力;何寧德;胡六江;鹿萍
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F4/40
• 代理公司: 杭州裕陽專利事務所(普通合伙) 33221
• 代理人: 應圣義

技術領域

本發明涉及一種高分子化合物及其制備方法和應用，尤其涉及一種聚丙烯酰胺及其制備方法和應用。

背景技術

聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，簡稱PAM）是由丙烯酰胺（AM）單體經自由基引發聚合而成的水溶性線性高分子聚合物，不溶于大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的摩擦阻力，它是水溶性高分子中應用最為廣泛的品種之一。由于聚丙烯酰胺結構單元中含有酰胺基，易形成氫鍵，使其具有良好的水溶性和很高的化學活性，易通過接枝和交聯得到支鏈或者網狀結構的多種改性物，在石油開采、水處理、紡織、造紙、選礦、醫藥、農業等行業中具有廣泛的應用，有“百業助劑”之稱，從而使得我國成為聚丙烯酰胺的消費大國。

其中，在造紙業中，根據聚丙烯酰胺的分子量的高低不同能分別產生不同的效用，如低分子量的聚丙烯酰胺能夠增強紙的干強度，而高分子量的聚丙烯酰胺則可以做絮凝劑對廢水進行處理，也可以對長纖維紙漿等起到懸浮作用。

目前，國內外采用最多的制造聚丙烯酰胺的方法是水溶液聚合法，即：在水溶液中加入單體、引發劑，丙烯酰胺的引發劑一般選用過硫酸鹽，有時也選用過硫酸鹽和亞硫酸鹽組成的氧化-還原體系，以降低引發溫度。

中國專利（專利號201010526253.4）公開了一種制備聚丙烯酰胺的方法，其中采用硫酸鹽和亞硫酸鹽作為氧化-還原體系，并且分別用到一種有機仲胺或叔胺化合物調節分子量。該專利中需要通入氮氣作為保護氣除去氧以防止氧氣對自由基反應產生影響，同時還需要加熱進行反應，由于需要進行通氮除氧步驟，從而使得反應容易出現爆聚現象，且由于反應所得聚丙烯酰胺分子量增長太快，很快形成分子量1000萬以上的超高分子量的聚丙烯酰胺。

中國專利（專利號200710048308.3）公開了一種制備聚丙烯酰胺的方法，采用過硫酸鹽-亞硫酸氫鈉為氧化還原體系，用Mn²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Fe²⁺等作為催化劑對丙烯酰胺聚合催化。但是該專利中的反應需要氮類的中高溫引發劑在絕熱的條件下進行，反應所得聚丙烯酰胺分子量增長太快，很快形成分子量2000萬以上的超高分子量的聚丙烯酰胺，難于大范圍使用。

中國專利（專利號200510027905.9）公開了一種制備聚丙烯酰胺的方法，采用醇類作為溶劑和還原劑，將丙烯酰胺單體和貴金屬鹽溶液在微波作用下，在100～250℃的高溫條件下，得到聚丙烯酰胺中分散有金屬納米顆粒的復合材料。但是該專利需要在100～250℃的高溫條件下進行，從而使得能源消耗巨大，增加了制備聚丙烯酰胺的制備成本。

同時，在應用聚丙烯酰胺時，需要根據不同的應用需求而制造數均分子量不同的聚合物，而現有技術中的制備聚丙烯酰胺的方法，一種方法只能制造出很小范圍的數均分子量的聚合物，從而使得現有技術中的方法制造出的聚丙烯酰胺不能滿足各個應用需求。

發明內容

針對上述存在的問題，本發明提供一種聚丙烯酰胺及其制備方法和應用，以克服現有技術中的制備方法反應條件苛刻、能源消耗高以及容易發生爆聚現象的問題，從而簡化了制備聚丙烯酰胺的工藝條件，且避免了爆聚現象的發生，同時也節約了制備時所需要的能源。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種聚丙烯酰胺，其中，所述聚丙烯酰胺的分子量多分散指數D大于等于1.20且小于等于1.62。

一種如上述的聚丙烯酰胺的制備方法，其中，包括：

預先配制聚乙烯吡咯烷酮溶液、硫酸鎳溶液和硼氫化鈉溶液；

混合所述聚乙烯吡咯烷酮溶液和所述硫酸鎳溶液后，緩慢加入所述硼氫化鈉溶液，得到鎳-硼膠體溶液；

提供丙烯酰胺和過硫酸鉀，并將所述丙烯酰胺和所述過硫酸鉀溶于水，得到單體溶液；

將所述鎳-硼膠體溶液加入到所述單體溶液中，并在恒溫條件下進行聚合反應，得到聚合物，所述聚合物為所述聚丙烯酰胺。

上述的聚丙烯酰胺的制備方法，其中，還包括：

將所述聚合物溶于水，而后采用一醇類物進行沉淀，最后進行烘干、冷卻工藝后，得到所述聚丙烯酰胺。

上述的聚丙烯酰胺的制備方法，其中，所述醇類物為甲醇。

上述的聚丙烯酰胺的制備方法，其中，所述烘干工藝在95℃～105℃的真空烘箱中進行。