[發(fā)明專利]一種高分子量兩性聚丙烯酰胺及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210352953.9
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114773540A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張新東;軒少云
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州派凱姆新能源科技有限公司
• 主分類號: C08F285/00
• 分類號: C08F285/00;C08F265/10;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/54;C08F220/34;C08F228/02;C08F220/60;C08F226/10;C08F216/08;C08F220/58;D21H17/55;D21H21/18
• 代理公司: 北京沁優(yōu)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11684
• 代理人: 王秀青

本發(fā)明提供一種高分子量兩性聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：步驟1，初次聚合：第一混合單體水溶液在引發(fā)劑的作用下反應(yīng)形成初次聚合物溶液；步驟2，二次聚合：第二混合單體水溶液和初次聚合物在鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑作用下反應(yīng)形成二次聚合物溶液；步驟3，三次聚合：第三單體水溶液和二次聚合物溶液在引發(fā)劑的作用下反應(yīng)制得高分子量兩性聚丙烯酰胺。本發(fā)明的制備方法制得的兩性聚丙烯酰胺在用于紙張抄造時，可以有效增強漿料的濾水效果，提高成紙的耐破度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于兩性聚合物技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高分子量兩性聚丙烯酰胺及其制備方法。

背景技術(shù)

目前市場上用于造紙的聚丙烯酰胺增強劑品種繁多，大致可歸納為陰離子型聚丙烯酰胺、陽離子型聚丙烯酰胺和兩性聚丙烯酰胺。但是，隨著造紙技術(shù)的飛速發(fā)展，抄紙濕部系統(tǒng)由酸性向堿性轉(zhuǎn)變，紙機的車速不斷提升，造紙白水封閉循環(huán)使用，使得造紙系統(tǒng)的電導(dǎo)率大幅度上升，并且伴隨著陰離子垃圾增多的趨勢。國內(nèi)廢紙原料回收利用占比日益增大等一系列因素的影響，在造紙生產(chǎn)中出現(xiàn)了濾水慢，細小纖維留著率低，成紙強度差等問題日益惡化，使得現(xiàn)有的聚丙烯酰胺類產(chǎn)品不能充分發(fā)揮其效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高分子量兩性聚丙烯酰胺的制備方法，通過該制備方法制得的兩性聚丙烯酰胺在用于紙張抄造時，可以有效增強漿料的濾水效果，有效提高細小纖維留著率，提高成紙的耐破度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種高分量兩性聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，初次聚合：將第一混合單體水溶液加入到反應(yīng)釜內(nèi)，調(diào)節(jié)pH到3-4，向反應(yīng)釜內(nèi)吹掃氮氣，升溫至80-85℃加入引發(fā)劑反應(yīng)0.5-1h，之后升溫至95℃繼續(xù)反應(yīng)2-3h，形成初次聚合物溶液；

步驟2，二次聚合：向反應(yīng)釜中的初次聚合物溶液內(nèi)繼續(xù)加入第二混合單體水溶液，調(diào)節(jié)pH到3-4，之后加入鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑，控制反應(yīng)溫度在85-90℃，反應(yīng)2-3h，形成二次聚合物溶液；

步驟3，三次聚合：向反應(yīng)釜中的二次聚合物溶液內(nèi)加入第三單體水溶液，調(diào)節(jié)pH到3-4，再次加入引發(fā)劑，在85-90℃下繼續(xù)反應(yīng)，監(jiān)測溶液內(nèi)的黏度，當(dāng)黏度為10000-15000cps時結(jié)束反應(yīng)，制得高分子量兩性聚丙烯酰胺。

該制備方法中的原料易獲得，但通過采用特殊的聚合手段，進行多部聚合，最終能夠獲得高分子量的產(chǎn)品，并且非常適合工業(yè)化生產(chǎn)使用，且制得的兩性聚丙烯酰胺應(yīng)用在紙漿抄造上具備優(yōu)異的增強效果，同時能夠增強漿料的濾水效果。另外，通過控制陰離子和陽離子在分子鏈中局部存在，一次聚合時，由非離子性單體A和陰離子單體在引發(fā)劑的作用下進行聚合，其中激發(fā)多個活性點，使得非離子性單體A和陰離子單體反應(yīng)形成多個支鏈，且該支鏈的端部多數(shù)為陰離子單體；二次聚合時，由非離子性單體B和陽離子單體在引發(fā)劑以及鏈轉(zhuǎn)移劑的作用下進行聚合，其中激發(fā)非離子性單體B的多個活性點，使得陽離子單體與非離子性單體B進行聚合，另外該步驟還將一次聚合時的產(chǎn)物進一步地進行激發(fā)，使得陽離子單體與非離子性單體B反應(yīng)的產(chǎn)物進一步與一次聚合的產(chǎn)物進行聚合，同時陽離子單體與非離子性單體B也同時各自與一次聚合的產(chǎn)物進行聚合，從而制得支鏈多且網(wǎng)格狀的聚合物，提高聚合物的網(wǎng)格密度以及分子量；三次聚合時只使用陽離子單體，進一步對二次聚合的產(chǎn)物進行封邊，最終得到陰陽離子在聚合物中分區(qū)域存在的特殊結(jié)構(gòu)，更進一步提高了兩性聚丙烯酰胺的使用效果。

進一步地，所述第一混合單體水溶液的制備方法為：將非離子性單體A和陰離子單體按照8-15:1的質(zhì)量比進行混合制得第一混合單體，之后將第一混合單體和水混合均勻，形成第一混合單體水溶液，其中第一混合單體水溶液的質(zhì)量濃度為10-30％。

進一步地，所述第二混合單體水溶液的制備方法為：將非離子性單體B和陽離子單體按照7-12:1的質(zhì)量比進行混合制得第二混合單體，之后將第二混合單體和水混合均勻，形成第二混合單體水溶液，其中第二混合單體水溶液的質(zhì)量濃度為20-45％。