问题：搞聚丙烯酰胺水溶液聚合的进来看看，这种情况你们遇见过吗？
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提问：dashing
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时间：2005-07-06 16:40:36 编辑加入/取消收藏订制/取消短消息举报该贴

丙烯酰胺水溶液聚合，常出现这样的情况：
1、反应很久才发生，最长的一次是三四天后才完成。而引发剂是常用的过硫酸铵配亚硫酸氢钠，加量也比较小，反应前丙烯酰胺经过交换树脂柱精制，电导率和铁离子含量都较低（分别是小于2<单位是啥来着,呵呵>和小于1ppm).聚合完成后聚合完全，样品各项指标也还不错。
2、聚合反生的部位不一致。正常情况下应是整体变稠然后成胶块。但有时（聚合使用矿泉水瓶）从中部开始反应，有时在下部，还有一次竟然在上部。这样的情况往往会聚合反生一半后就停止了，形成引发部位聚合成胶块，其他部份仍然液体没有发生反应。
3、因为现在聚合中一般都加部分碱，以使聚丙烯酰胺水解。但有时在聚合中，碱（我看着是，或许有其他原因，比如像米花聚合物）会析出来，在胶块中形成一块块白色不透明的区域。

以上三种情况，和正常情况时引发剂、其他助剂的加量没有什么区别。想和大家交流一下，产生这三种现象的原因（越微观越好）以及解决办法（当然，不知道原因就无法有办法，呵呵）。

请大家不吝赐教！

回复人：tiger96,▲ (做PAM技术与工程) 时间：2006-05-31 13:26:59 编辑	1楼
这个聚合是绝热的,主要原因有3,一是单体纯度问题,二是引发剂量太小引起,三是起始温度太低,诱导时间长

回复人：tiger96,▲ (做PAM技术与工程) 时间：2006-05-31 13:39:05 编辑	2楼
电导率小不代表质量就好,单体中的AN及AM二聚体\三聚体都影响聚合,甚至使聚合不能发生

回复人：cchg,▲ () 时间：2006-06-01 17:21:54 编辑	3楼
在实验室中这个问题很常见。我想最重要的原因是热传导不均匀，中下不的反应热最难扩散，造成局部温度过高，使反应速度加快。

回复人：haitun9,▲ () 时间：2006-06-02 00:37:46 编辑	4楼
我也遇到过这个问题主要原因是单体是反应后期料含有机杂质比较多电导测不出来

回复人：geruibao12,▲ () 时间：2006-06-13 11:05:28 编辑	5楼
可能是单体有有机质多,或是聚合初温低

回复人：happy3112,▲ (学习！) 时间：2006-11-09 17:25:52 编辑	6楼
呵呵我用矿泉水瓶子做也出现了米花状的东西，放置一段时间后，出现大量的米花状东西，用手捻，没有粘性，像是晶体颗粒。后来一直用四口烧瓶做，再也没有出现这种情况。用矿泉水做的时候没有搅拌，可能是混合不均匀导致出现米花状东西。

回复人：beiyeer,▲ (深陷造纸增强剂) 时间：2007-04-30 15:26:26 编辑	7楼
我也遇到了！原因不详！效果不错！

回复人：tt777_1028,▲▲▲ (专业二氧化硅生产销售) 时间：2005-07-06 16:50:37 编辑	8楼
有没有可能是分散不均匀，或者是氮气除氧方面的原因啊.

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-06 18:19:55 编辑	9楼
应该不会，在室内实验时冲氮很充分

回复人：jjm1969,▲ () 时间：2005-07-07 00:41:24 编辑	10楼
搅拌啊，矿泉水瓶？？？

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-07 06:24:34 编辑	11楼
在其中做的时候不用搅拌，冲氮时强烈的翻腾就起到了搅拌的作用

回复人：lby010,★★★ (高分子化学在读博士) 时间：2005-07-07 10:18:40 编辑

12楼

你说的第二三现象基本可以肯定是由于聚合过程中传热不好造成的，不知道你的单体浓度是多少？丙稀酰胺聚合热很大，而且产物分子量高，换热是大问题。我以前见过类似的现象，只是不是在这个体系中。建议楼主不要用矿泉水瓶做反应器，可以改用输液袋，这样液层比较薄，控制聚合速度慢一些，在水浴中反应，可以比较平稳，就不会出这些问题了。

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-07 11:15:37 编辑

13楼

浓度不算太大，20～25％之间吧，这个基本算是公认的最佳浓度。
lby提出的建议虽好，但由于条件有限，这样做起来麻烦一些，而且更重要的是，要和现场的条件结合起来。
可不可以这么理解：因为引发剂加入时必定会部分区域浓度高一些，因为引发是很快的，浓度高的区域迅速在宏观上产生粘度，而浓度低的地方，虽然已发生反应，但浓度太低，粘度体现不出来。由于链增长的速度极快，浓度大的地方迅速变粘，使自由基被包埋，也无法分散，其余的地方就无法有足够的自由基来引发反应。但又有一个问题，根据第一种现象，实验人员反映，有时也会你第二种情况那样先从局部引发，然后就变成两段；这样的体系在室温下放了几天，未反应的部分竟然聚合了，而且状态颇好。

回复人：lby010,★★★ (高分子化学在读博士) 时间：2005-07-07 15:38:31 编辑	14楼
你的分析是有道理的,你的浓度不算小了,引发剂的分散要解决好,建议引发剂配成溶液,和单体溶液混合后,不要加热,也就是说先给一定的时间让其尽量混合均匀,然后再开始反应. 另外，用塑料袋做聚丙烯酰胺是国内很多人的方法，从材料到工艺都不算复杂，应该难度不大呀，为什么不好采用呢？

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-08 06:29:11 编辑

15楼

引发剂都是配成水溶液的，因为用的氧化－还原引发剂，所以当还原剂加进去的时候，引发就开始了，无论先前的助剂混的如何均匀，这一步注定不会太均匀。

用矿泉水瓶子比塑料袋好，原因有二：
1、PET树脂的瓶子要比PE的袋子耐温要好一些，尤其后期水解温度较高，PE的袋子很维承受长时间的高温，往往造成PE袋破裂。
2、瓶子和现场设备相似性要好于袋子。
曾见过一个专利，生产PAM就是用袋子的方法，好多年前的了，现在据我所知大厂生产都用的是聚合釜。

回复人：lby010,★★★ (高分子化学在读博士) 时间：2005-07-08 08:22:27 编辑	16楼
聚合釜都是带搅拌的，这样看来你的问题肯定是由于混合不均匀造成的。引发剂一定要和体系混合均匀，这是必须的，否则试验结果很难重复，哪怕是人工手动搅拌也会有好处。如果有可能，最好用水浴摇床，混合恒温效果就有保证了。

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-08 10:04:04 编辑	17楼
我们这的聚合釜是没有搅拌的，行业特殊，有些东西不太一样

回复人：peiliang,▲▲▲ (精细化工) 时间：2005-07-08 16:05:41 编辑	18楼
考虑一下这可能是自动加速的现象。即初期慢，中期加速，后期又转慢的常见现象。在聚合的过程中，半衰期长的引发剂残留分率大，浓度变动较小,而且接近匀速分解,正常聚合速率的降低主要由单体浓度的降低引起,降低的程度远不如凝胶效应所引起的加速程度. 仅供参考!呵呵.

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-09 08:50:38 编辑	19楼
根据反应时间与温度的关系画过曲线，明显看到有拐点，大概在三四十度的时候。

回复人：lby010,★★★ (高分子化学在读博士) 时间：2005-07-10 19:15:24 编辑	20楼
不管你的行业是什么特点,总之出了问题都要想办法解决.混合和传热是必须解决的问题，而这两个问题在改进工艺和设备的情况下是完全可以解决的，如果什么都不能改就难了。如果实在不方便改设备，我建议最好把单体浓度再降低一些，这样放热会减小，传热也会容易，只是设备利用率会降低。

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-10 22:13:16 编辑	21楼
我忘了说明一下了，其实生产中很少发生这样的事情的，一般实验中更容易发生，从感觉上来说，实验室应该更容易控制。

回复人：tt777_1028,▲▲▲ (专业二氧化硅生产销售) 时间：2005-07-12 21:22:12 编辑	22楼
分散很重要啊，最好用水浴摇床，超声分散不知道可不可行，另外散热也要注意，水浴或者把你的瓶子改进一下，用更细长的管状的试试。一家之言，仅供参考。呵呵！

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-12 22:47:04 编辑	23楼
谢谢各位的关注和解答！

回复人：dashing,★ (油田化学/高分子合成 http://bbs.petroren.com/?fromuid=9653) 时间：2005-07-12 22:48:57 编辑	24楼
请斑主给lby010，tt777_1028二位加分

回复人：kevlar,★ () 时间：2005-07-16 10:24:11 编辑	25楼
接受答案了。

回复人：ntzoujp,▲ (学海无涯) 时间：2005-09-06 21:58:31 编辑	26楼
小的实验环境和大生产的环境不一样最大的地方就是反应热的传导问题,高分子的合成(用反应釜的)是绝热反应,自身的反应热保证或加速了反应的进行,而你实验室的条件或许没做到这一点,或许你实验的分子量应该会高一点,呵呵!!我同意lby010的观点.

回复人：空谷幽兰,▲ (水介质分散型聚丙烯酰胺，光聚合干粉阳离子聚丙烯酰胺) 时间：2008-06-03 14:33:31 编辑	27楼
你是小试，我在做70公斤聚合的时候也有类似的问题。就是分层的感觉，中间有时候明显发软，两边很硬，感觉做的是夹心蛋糕。不知道怎么养解决。我的固含量更高，降低则边角的地方聚合不完全。希望多交流。

回复人：风之去向,▲ (喜欢学习、交友) 时间：2008-06-06 10:52:05 编辑	28楼
实际生产，聚合反应后再水解反应是不是要用两个釜？引发剂和分散剂都怎么加?还有水解反应后再用个切割造粒机和干燥器就可以吗？这些设备都要多少钱？我现在在做年产5000吨聚丙烯酰胺的毕业设计，啥都不知道

回复人：evenmai,▲ () 时间：2008-07-17 19:17:58 编辑	29楼
good

回复人：chl820918,▲ (现任张家口麦尔生化有限公司总工程师，从事微生物法丙烯酰胺、聚丙烯酰胺生产研发设计。) 时间：2010-12-04 09:03:05 编辑

30楼

其实，丙烯酰胺末聚合完全原因很简单，我一说你就明白。聚合设备——矿泉水瓶所致。因为你加的引发剂量很少，想作超高分子量聚丙烯酰胺。如果加的引发剂量大随随便便就可以聚合。聚酯瓶、塑料袋都是这个结果。为什么？都因“氧”作的怪。表面看聚酯瓶、塑料袋都不漏液，因为他们都不会阻隔氧的进入丙烯酰胺溶液中，而“氧”是一个低成本的阻聚剂，所以不会完全聚合。如果你拿塑料桶或阻隔性的塑料袋（塑料上有阻隔性强的镀铝如涮羊肉调料袋）就不会出现这种情况。不信你试试？
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