阳离子聚丙烯酰胺市场工艺条件的确定研究方法及定论

 对合成PAM阳离子聚丙烯酰胺相对分子量的影响随着单体浓度的增加而增加，阳离子粘度和转化率先是呈上升趋势然后下降   。这主要是由于前面所提到溶液单体浓度的改变对聚合物的平均聚合度产生影响，阳离子根据自由聚合原理，溶液随单体浓度的增加，聚丙烯酰胺共聚物相对分子质量先增加后减少。单体浓度过低时，单体之间接触和碰撞的几率小，这样不利于分子链的增长，且反应速率慢，时间长，聚合不完全。单体浓度的升高有利于反应的进行，这主要是由于单体浓度增加后，单体分子与活性链碰撞机会增加致使聚合反应速率加快，共聚物相对分子质量出现极大值。当单体浓度继续增高时，聚合放出的热量不能及时移走，聚合体系内温度升高，引发速度加快， 甚至出现交联，使阳离子PAM聚丙烯酰胺相对分子质量降低。单体含量越高，这种现象越明显。因此可以看出本实验合成阳离子PAM聚丙烯酰胺佳浓度。温度对合成阳离子PAM聚丙烯酰胺相对分子量的影响；当温度为80。C时，阳离子PAM聚丙烯酰胺合成相对分子量大。

其原因在于当反应温度低于75。C时，引发剂的分解速度较慢，自由基的数量和活性低，导致溶液的粘度较低；当聚合反应温度达到75摄氏度时，PAM引发剂的分解速度明显加快，使自由基的活性和数量均有所增加，阳离子PAM聚丙烯酰胺的粘度明显增加，Mr增大：在80C左右的引发温度下溶液的 Mr达到大；但在温度高于80"C时，PAM引发剂大量发生热分解产生大量自由基引发聚合，使聚合体系的链转移速度常数Kl的增加可能远远大于链增长速度常数K，使反应速度很快而分子量较低，溶液的粘度随着降低。另一方面，由于聚合度密切相关的动力学链长与自由基浓度的平方根成反比，而与聚合速度成正比，导致阳离子PAM聚丙烯酰胺的平均分子量降低，所以其溶液的粘度反而降低。因此为保持体系的聚合度足够高，本实验选择的聚合温度为80℃。当pH值为6．5时，合成的阳离子PAM聚丙烯酰胺相对原子量大，所以当pH值为6．5时是合成阳离子PAM聚丙烯酰胺的佳pH值。当pH值在5．5时，产物性质急剧改变，粘度和 Mr均有较大的升高，当pH值在6．5处达到佳，此后，Mr随着pH值升高而降低，可能是单体中酰胺基水解的影响。所以本实验控制反应体系的pH值在6．5左右。