聚丙烯酰胺的生產技術

聚丙烯酰胺生產是以丙烯酰胺水溶液為原料，在引發劑的作用下，進行聚合反應，在反應完成后生成的聚丙烯酰胺膠坱經切割、造粒、干燥、粉碎，最終制得聚丙烯酰胺產品。關健工藝是聚合反應，在其后的處理過程中要注意機械降解、熱降解和交聯，從而保證聚丙稀酰胺的相對分子質量和水溶解性。

聚丙烯酰胺的生產流程：丙烯酰胺+水引發劑\聚合→聚丙烯酰胺膠塊→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺產品

我國聚丙烯酰胺生產技術大概也經歷了3個階段：第一階段是最早采用盤式聚合，即將混合好的聚合反應液放在不銹鋼盤中，再將這些不銹鋼盤推至保溫烘房中，聚合數小時后，從烘房中推出，用鍘刀把聚丙烯酰胺切成條狀，進絞肉機造粒，烘房干燥，粉碎制得成品。 這種工藝完全是手工作坊式。第二階段是采用捏合機，即將混合好的聚合反應液放在捏合機中加熱，聚合開始后，開動捏合機，一邊聚合一邊捏合，聚合完后，造粒也基本完成，倒出物料，經干燥、粉碎得成品。第三階段是，20世紀80年代后期，開發了錐形釜聚合工藝， 由核工業部五所在江蘇江都化工廠試車成功。該工藝在錐形釜中裝入預熱混合好的聚合反應液，通入氮氣，聚合完成后用空氣將物料壓出，錐形釜下部帶有造料旋轉刀，聚合物在壓出的同時，即成粒狀，經轉鼓干燥機干燥，粉碎得產品。為了避免聚丙烯酰胺膠塊黏附在聚合釜釜壁上，有的技術采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的內壁上，但此涂覆層在生產 過程中易脫落而污染聚丙烯酰胺產品。

目前國內外的聚丙烯酰胺生產技術基本上與上述的第三階段相似，只是在設備上有些不 同：聚合釜大小及類型(有固定錐形釜，也有可旋轉的錐形釜，聚合反應完成后，聚合釜倒轉將聚丙烯酰胺膠塊倒出)、造粒方式(有機械造粒、切割造粒，也有濕式造粒即分散液 中造粒)、干燥方式(有采用穿流回轉干燥，也有用振動流化床干燥)及粉碎方式。這些不 同中有些是設備質量上有差異，有些是采用的具體方式上有差異，但總的來看，聚合技術趨向于固定錐形釜聚合，振動流化床干燥技術。

聚丙烯酰胺生產技術除了上述的單元操作外，在工藝配方上還有較為明顯的差別，比如目前生產超高相對分子質量聚丙烯酰胺的生產工藝，同樣是低溫引發，就有前加堿共水解工藝和后加堿后水解工藝之分，兩種方法各有利弊，前加堿共水解工藝過程簡單，但存在水解傳熱易產生交聯和相對分子質量損失大的問題，后加堿后水解雖然工藝過程增加了，但水解均勻不易產生交聯，對產品相對分子質量損失也不大。

目前我國聚丙烯酰胺聚合用的引發劑有無機引發劑、有機引發劑和無機+有機混合體系3種類型。

1、過氧化物。過氧化物大致分為無機過氧化物和有機過氧化物。無機過氧化物如過硫酸鉀，過硫酸銨、過溴酸鈉和過氧化氫等。有機過氧化物如過氧化苯甲酰、過氧化月桂酰和叔/基羥基過 氧化物等。它們配用的還原劑有硫酸亞鐵、氯化亞鐵、偏亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉等。

2、偶氮化合物類。如偶氮二異丁腈、偶氮雙二甲基戊腈、偶氮雙氰基戊酸鈉和20世紀80年代開發的偶氮 脈鹽系列，如偶氮N-取代脒丙烷鹽酸鹽是一類競相開發的產品，它們的加入濃度為萬分之 0.005〜1，催化效率很高，有助于生產相對分子質量高的產品，且易溶于水，便于使用。