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合成工艺对非离子聚丙烯酰胺分子量的影响 苏文强，张玉凤，沈静 东北林业大学材料科学与工程学院 生物质材料科学与技术教育部重点实验室（150040） E-mail （yufengliang@126.com ） 摘 要：本文以丙烯酰胺为原料，以过硫酸铵为引发剂，采用水溶液聚合法制备聚丙烯酰胺， 探讨了单体浓度、引发剂用量、反应时间、反应温度等对聚合物分子量的影响，并借助于正 交实验分析，最终找到了与不同分子量范围相对应的的合成条件。 关键词：聚丙烯酰胺,分子量,合成条件 1. 引言 聚内烯酰胺(PAM)是 1893 年由 Moureu 等人用内烯酰氯与氨在低温下首次制得的，1954 年美国率先实现工业化生产。我国从 20 世纪 60 年代初开始聚丙烯酰胺的工业生产，最早采 用的是水溶性聚合法，AM 水溶液的聚合又可分为低质量分数聚合(ω=8%~12%) 、中质量分 数聚合(ω=20%~30%)及高质量分数聚合(ω=40% 以上) 。其中，低质量分数聚合主要生产水溶 性产品，中高质量分数聚合则用于制备粉状产品。 聚丙烯酰胺在造纸工业中有着广泛的用途：分子量较低（1000～10000 ）的 PAM 可用 作分散剂，能有效地改善纸张的均匀度；分子量为 （50 万～100 万）的PAM 可用作纸张增 强剂；中等分子量（200 万～400 万）的 PAM 通常用作纸机湿部的助留助滤剂；而分子量 高( 700 万) 的PAM 则多用作造纸废水处理中的絮凝剂及长纤维浆料纸张的悬浮剂。 聚丙烯酰胺分子量的大小直接影响其应用性能，因此找出不同分子量范围下的合成条 件，对广大研究者非常有应用价值。丙烯酰胺 （AM ）的主要聚合方法有水溶液聚合，反相 乳液聚合，反相悬浮聚合，微乳液聚合和沉淀聚合等。而水溶液聚合法是PAM工业生产中 最早采用的方法。由于操作简单容易，产率高，易获得高分子量聚合物，以及对环境污染少， ［ ］～［ ］ 所以本文采用此种方法进行试验分析讨论。 1 2 2. 水溶液聚合法反应机理 单体 AM 的水溶液聚合属于乙烯系自由基加聚引发体系，反应由链引发、链增长、链终 止三个基元反应组成。 链引发： O O O S O O S 2 S O . O O O 链增长： - 1 - O O . O CH -CH-CONH S O . + CH =CHCONH S 2 2 2 2 O O O S O O O