本發明專利技術是一種超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法。屬于丙烯酰胺水溶液聚合工藝過程。其特征在于：采用的陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，用量為混合單體質量的5～60%；采用單一偶氮類水溶性引發劑，其用量為單體質量的0.005%～0.035%；低溫引發，絕熱聚合，引發溫度為5～30℃；采用助溶劑、鏈轉移劑，助溶劑加量為單體質量的2%～5%，鏈轉移劑加量為單體質量的0.01%～0.07%：調節pH值至6～7，通入氮氣驅氧進行聚合。提供了一種超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，制得產品的相對分子量≥2500萬。溶解性較好，符合工業用標準，易于大規模工業化生產，廣泛用于三次采油、污水處理、造紙、紡織、印染等行業。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術是。屬于丙烯酰胺水溶液聚合工藝過程。
技術介紹
性能優異的水溶性高聚物陽離子型聚丙烯酰胺產品，在水處理行業用作絮凝劑，在石油開發三次采油作業中，作為驅油助劑得到廣泛應用。而且用量逐年增加，具有良好的開發前景。聚丙烯酰胺用作水處理行業的絮凝劑及三次采用驅油助劑，其相對分子量是重要 的技術指標。聚丙烯酰胺的相對分子量越高，絮凝、驅油效果越好。因此，提高陽離子型聚丙烯酰胺的相對分子量，一直是聚丙烯酰胺生產企業和研究部門不懈追求的目標。目前，制備陽離子型聚丙烯酰胺主要有如下兩種方法 第一、向丙烯酰胺及陽離子單體混合水溶液中加入各種助劑后，在一定溫度下加入氧化還原引發劑引發聚合，制得陽離子聚丙烯酰胺。該方法雖然簡單，但無法克服氧化還原引發劑帶來的引發劑消耗速率太快，單體轉化率降低，還原劑易參與鏈轉移反應的弊端，從而導致聚合物分子量降低，得到的產品分子量不超過1000萬。如CN100570055C公開，在丙烯酰胺及陽離子單體混合水溶液聚合中，加入氧化還原引發劑引發聚合，最終得到了分子量不超過1000萬的陽離子聚丙烯酰胺。第二、向丙烯酰胺及陽離子單體混合水溶液中加入各種助劑后，在5 30°C引發溫度下加入由氧化還原引發劑及偶氮類引發劑組成的復合引發劑引發聚合制得陽離子聚丙烯酰胺，該方法先通過低溫的氧化還原引發劑引發聚合，待聚合體系溫度達到偶氮類引發劑的分解溫度后由偶氮引發劑再繼續引發反應聚合。但本方法無法得到分子量達2500萬以上的產品。如CN1824682A公開，在丙烯酰胺及陽離子單體混合水溶液聚合中，采用三元復合引發劑，反應前先加入偶氮引發劑如偶氮二異丁腈，體系溫度控制在10 40°C下再加入氧化還原引發劑各種助劑，進行絕熱聚合，最終尚未得到分子量高達2500萬的產品。
技術實現思路
本專利技術的目的在于避免上述現有技術中的不足之處，而提供，相對分子量> 2500萬。本專利技術的目的可以通過如下措施來達到 本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于 a.采用的陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，用量為混合單體質量的5 60% ； b.采用單一偶氮類水溶性引發劑，其用量為單體質量的O.005% O. 035% ； c.低溫引發，絕熱聚合，引發溫度為5 30°C;d.采用助溶劑、鏈轉移劑，助溶劑加量為單體質量的2% 5%，鏈轉移劑加量為單體質量的 O. 01% O. 07% ； e.調節pH值至6 7，通入氮氣驅氧進行聚合； 包括如下操作步驟 ①.投料 按照擬定配方準確稱取去離子水、丙烯酰胺單體、陽離子單體、助溶劑，調節體系pH值至6 7，然后將其加入到聚合容器中攪拌均勻； ②.升溫、通氮氣 將步驟①的聚合容器置于水浴中，升溫到引發溫度，同時向聚合體系中通入氮氣以除去體系中的溶解氧； ③.投入助劑和引發劑 向步驟②的聚合容器中，加入配方量的鏈轉移劑、助溶劑及水溶性偶氮引發劑引發聚合反應； ④.造粒、烘干、粉碎 按照傳統工藝將步驟③得到的聚合產物造粒、烘干、粉碎，制得超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺，相對分子量> 2500萬。本專利技術與復合弓丨發體系相比，偶氮類引發劑無需聚合體系溫度升高到一定程度后進行高溫分解引發，在低溫下就可以引發聚合，而且在一種偶氮類引發體系下，聚合反應平穩，引發效率高，克服了氧化還原引發劑由于消耗速率太快，使單體轉化率降低，還原劑易參與鏈轉移反應，從而降低聚合物分子量的弊端。本專利技術的目的還可以通過如下措施來達到 本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，b中所述單一偶氮類水溶性引發劑是從偶氮二異丁脒鹽酸鹽、2，2-偶氮(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2，2-偶氮二鹽酸鹽中選擇出來的一種或其任意兩種以上組合。本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，c中所述引發溫度為10 25 。本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，d中所述助溶劑為尿素。本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，d中所述鏈轉移劑為甲酸鈉或異丙醇或二甲氨基丁腈。本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，e中所述調節pH所用的試劑為冰醋酸、鹽酸或氫氧化鈉的水溶液。本專利技術的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法公開的技術方案，相比現有技術有如下積極效果 I.提供，相對分子量> 2500萬。2.偶氮類引發劑無需聚合體系溫度升高到一定程度后進行高溫分解引發，在低溫下就可以引發聚合，而且在一種偶氮類引發體系下，聚合反應平穩，引發效率高，克服了氧化還原引發劑由于消耗速率太快，使單體轉化率降低，還原劑易參與鏈轉移反應，從而降低聚合物分子量的弊端。3.本專利技術制備的超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺具有很高的分子量，溶解性較好，符合工業用標準，易于大規模工業化生產，可以廣泛用于三次采油、污水處理、造紙、紡織、印染等。具體實施例方式本專利技術下面將結合實施例作進一步詳述 實施例I 將63. 8g去離子水加入聚合容器中，在攪拌下依次加入160. 4g30%的丙烯酰胺，25. 8g80%的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，I. 2g助溶劑，然后加入冰醋酸調節體系PH值至6 7，通入氮氣以除去反應體系中的溶解氧，同時調整體系引發溫度到15°C，通氮15min后加入偶氮二異丁脒鹽酸鹽O. 0082g及甲酸鈉O. 0225g，約過5min聚合體系開始聚合發粘，并開始升溫，I. 5h后聚合體系溫度達到50°C，放入90°C烘箱熟化反應一定時間，然后造粒、烘干、粉碎得到分子量2780萬的陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)。 實施例2 實施例3 按照實施例I的方法和步驟，與實施例I區別在于實施例2的體系起始溫度為5°C，所得CPAM的分子量為2800萬；實施例3的體系起始溫度為30°C，所得CPAM的分子量為2505萬。實施例4 實施例6 按照實施例I的方法和步驟，與實施例I區別在于實施例4的引發劑加入量為O.003g，所得CPAM的分子量為2821萬；實施例5的引發劑加入量為O. 007g，所得CPAM的分子量為2618萬；實施例6的引發劑加入量為O. Olg所得CPAM的分子量為2503萬。實施例7 實施例8 按照實施例I的方法和步驟，與實施例I區別在于實施例7的偶氮引發劑為2，2-偶氮(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽，所得CPAM的分子量為2814萬；實施例8的偶氮引發劑為2，2-偶氮二鹽酸鹽，所得CPAM的分子量為2769萬。實施例9 實施例10 按照實施例I的方法和步驟，與實施例I區別在于實施例9的鏈轉移劑為異丙醇，所得CPAM的分子量為2755萬，實施例10的鏈轉移劑為β _ 二甲氨基丁腈，所得CPAM的分子量為2714萬。實施例11 實施例12 按照實施例I的方法和步驟，與實施例I區別在于實施例11的甲酸鈉加量為O. 02g,所得CPAM的分子量為2654萬；實施例12的甲酸鈉加量為O. 025g，所得CPAM的分子量為2507 萬。比較例I 將63. 8g去離子水加入聚合容器中，在攪拌下依次加入160. 4g30%的丙烯酰胺，25. 8g80%的丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，調節體系PH值至6 7，通入氮氣以除去反應體系中的溶解氧，本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺的制備方法，其特征在于：a.？采用的陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，用量為混合單體質量的5～60%；b.？采用單一偶氮類水溶性引發劑，其用量為單體質量的0.005%～0.035%；c.？低溫引發，絕熱聚合，引發溫度為5～30℃；d.？采用助溶劑、鏈轉移劑，助溶劑加量為單體質量的2%～5%，鏈轉移劑加量為單體質量的0.01%～0.07%；e.？調節pH值至6～7，通入氮氣驅氧進行聚合；包括如下操作步驟：①.？投料按照擬定配方準確稱取去離子水、丙烯酰胺單體、陽離子單體、助溶劑，調節體系pH值至6～7，然后將其加入到聚合容器中攪拌均勻；②.？升溫、通氮氣將步驟①的聚合容器置于水浴中，升溫到引發溫度，同時向聚合體系中通入氮氣以除去體系中的溶解氧；③.？投入助劑和引發劑向步驟②的聚合容器中，加入配方量的鏈轉移劑、助溶劑及水溶性偶氮引發劑引發聚合反應；④.？造粒、烘干、粉碎按照傳統工藝將步驟③得到的聚合產物造粒、烘干、粉碎，制得超高分子量陽離子型聚丙烯酰胺，相對分子量？≥？2500萬。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張勇，郭衛東，李留忠，袁錦慧，于永玲，梁斌，張磊，張立紅，鮑春偉，車萬里，朱衛東，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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