一种低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法及应用技术

本发明专利技术属于聚合物制备技术领域，具体涉及一种低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法及应用，在聚合物的合成过程中分别引入了兼具链转移剂功能的阴离子功能单体

【技术实现步骤摘要】
一种低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于聚合物制备
，具体涉及一种低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法及应用
。

技术介绍

[0002]聚丙烯酰胺
(PAM)
是一种能在水中溶解而形成溶液的高分子聚合物，低分子量的聚合物产品可用作造纸干增强剂
。
作为纸张干增强剂的聚合物其适当分子量一般在
10
‑
100
万之间，最佳范围
50
‑
70
万之间，但因分子量低于
100
万的聚丙烯酰胺产品在生产过程中其胶体切割造粒及烘干较困难，因此目前市场上主流的聚合物型造纸干增强剂大多为胶液状，其保质期较短
、
使用量较大且运输不方便
。
[0003]强度是纸张的一种结构性质，纸张增干强剂可以增加纸中纤维间的结合力，因而可以提高以结合力为主的强度指标，如裂断长
、
环压指数
、
紧度
、
表面耐磨性
、
表面拉毛速度
、
抗压强度等
。
[0004]与淀粉系列增强剂比较，聚丙烯酰胺类增强剂用量少且增强效果好，排水
COD
负荷低
。
聚丙烯酰胺的增强一般是通过结构中的伯酰胺基与浆料纤维结构中的羟基形成大量氢键而使纸张强度得到大幅提高，同时
PAM
是完全水溶的，能够很好的分散在纸浆悬浮液中/>。
但
PAM
分子本身是中性的，不能较好的被纸张纤维吸附，实际使用过程中需要在分子中导入电性基团，一般根据电性的不同分为阴离子
(APAM)、
阳离子
(CPAM)、
两性型
(AmPAM)。
由于纸张呈负电性，因此在使用
APAM
时需加入阳离子促进剂，一般使用硫酸铝，
APAM
在
AL
3+
作用下与纤维上的负离子以配位键形式吸附于纤维上产生增强效果，需在酸性条件下使用，近年来我国的抄纸环境逐渐由酸性向中性过渡，因此
APAM
的应用比例逐步降低
。CPAM
可以直接吸附在纸浆纤维上通过阳离子与纤维上的阴离子形成离子键获得增强效果，但
CPAM
的过量使用可能会造成抄造系统白水循环利用时发生电荷逆转问题
。AmPAM
结构中既含有阳离子基团又含有阴离子基团，能够调节浆料系统中阴阳离子电荷平衡，高分子链上的酰胺基与纤维上的羟基结合形成氢键，同时兼有阴
、
阳离子聚合物的增强功能及优点，促进了纤维之间的交联网络，从而能够达到很好的提高纸张强度的效果
。
有文献报道可采用多种阴
、
阳离子功能单体共聚的方法来制备两性聚丙烯酰胺产品，但存在因功能单体之间相互影响或因竞聚率差异较大而导致聚合不完全的情况发生，产品残单含量较高，而且使用效果不好
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种方便运输
、
便于储存
、
使用量小
、
使用效果好的低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法及应用
。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：
[0007]1)
将丙烯酰胺单体
、
阴离子功能单体
、
阳离子功能单体按照比例配成一定浓度的水溶液，调节水溶液
pH
在
6.5
～
7.0
之间；
[0008]2)
向聚合反应器壁均匀喷涂一层防粘剂，将步骤
1)
中调制好的水溶液温度调整至
15
～
20℃
并加入到聚合反应器中鼓氮气
30min
，在氮气的保护下依次加入链转移辅剂
、
引发剂一
、
引发剂二，控制聚合反应的初温在
17
～
22℃
，绝热聚合1～
2h
；
[0009]3)
聚合升到最高温后保温
1h
，将所得胶体取出并转移至捏合机中捏合造粒，造粒过程中加入固体分散剂
、
改性助剂一和改性助剂二，先保持常温环境下捏合1～
2h
，后向捏合机夹套中通入蒸汽使物料保持
80℃
继续捏合
1h
；
[0010]4)
将捏合成片状的聚合物胶粒转移至浆式搅拌流化床进行烘干，后经过研磨
、
筛分得白色聚合物产品粉
。
[0011]进一步地，所述步骤
1)
和步骤
2)
中各组分的重量百分比为：丙烯酰胺单体
42
％～
44
％
、
阴离子功能单体
0.1
％～
0.2
％
、
阳离子功能单体
1.5
％～2％
、
链转移辅剂
0.4
％～1％
、
引发剂一
0.04
％～
0.08
％
、
引发剂二
0.015
％～
0.03
％，余量为水
。
[0012]进一步地，所述步骤
1)
中阴离子功能单体为甲基烯丙基磺酸钠；阳离子功能单体为纯度
99
％以上的二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺
。
[0013]进一步地，所述步骤
2)
中防粘剂由甘油单硬脂酸酯溶于
65℃
的液态热石蜡油配制而成，甘油单硬脂酸酯与石蜡油的质量比为
1:4。
[0014]进一步地，所述步骤
2)
中链转移辅剂为甲酸钠；所述引发剂一为偶氮二异丁腈；所述引发剂二是由过硫酸钾与亚硫酸氢钠组成的氧化还原引发体系，所述过硫酸钾与亚硫酸氢钠均需配制成质量浓度2％的水溶液再使用
。
[0015]进一步地，所述步骤
3)
中固体分散剂为胶体重量的
0.2
％～
0.4
％，改性助剂一为胶体重量的3％～
3.5
％，改性助剂二为胶体重量的
0.6
％～
0.9
％
。
[0016]进一步地，所述步骤
3)
中固体分散剂为甘油单硬脂酸酯或四乙二醇单硬脂酸酯中的一种或两种
。
[0017]进一步地，所述步骤
3)
中改性助剂一为质量浓度
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
将丙烯酰胺单体
、
阴离子功能单体
、
阳离子功能单体按照比例配成一定浓度的水溶液，调节水溶液
pH
在
6.5
～
7.0
之间；
2)
向聚合反应器壁均匀喷涂一层防粘剂，将步骤
1)
中调制好的水溶液温度调整至
15
～
20℃
并加入到聚合反应器中鼓氮气
30min
，在氮气的保护下依次加入链转移辅剂
、
引发剂一
、
引发剂二，控制聚合反应的初温在
17
～
22℃
，绝热聚合1～
2h
；
3)
聚合升到最高温后保温
1h
，将所得胶体取出并转移至捏合机中捏合造粒，造粒过程中加入固体分散剂
、
改性助剂一和改性助剂二，先保持常温环境下捏合1～
2h
，后向捏合机夹套中通入蒸汽使物料保持
80℃
继续捏合
1h
；
4)
将捏合成片状的聚合物胶粒转移至浆式搅拌流化床进行烘干，后经过研磨
、
筛分得白色聚合物产品粉
。2.
如权利要求1所述的低分子量两性干粉型聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于，所述步骤
1)
和步骤
2)
中各组分的重量百分比为：丙烯酰胺单体
42
％～
44
％
、
阴离子功能单体
0.1
％～
0.2
％
、
阳离子功能单体
1.5
％～2％
、
链转移辅剂
0.4
％～1％
、
引发剂一
0.04
％～

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪松，霍永新，王清铎，梁欢，李泮泮，袁涛，
申请(专利权)人：东营宝莫环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：