聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺單體聚合而成,所以丙烯酰胺是生產(chǎn)聚丙烯酰胺主要的原料。
丙烯酰胺的來源化學(xué)合成法:丙烯腈水解法是工業(yè)上生產(chǎn)丙烯酰胺的主要方法。丙烯腈在硫酸或金屬催化劑(如銅系催化劑)的作用下,通過水解反應(yīng)生成丙烯酰胺。反應(yīng)過程如下:丙烯腈與水在一定的溫度和壓力條件下,在催化劑存在時(shí)發(fā)生水解反應(yīng),生成丙烯酰胺粗品。然后經(jīng)過精制,如通過離子交換樹脂去除雜質(zhì)、減壓蒸餾等操作,得到高純度的丙烯酰胺。這種方法可以大規(guī)模生產(chǎn)丙烯酰胺,并且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,能夠滿足聚丙烯酰胺生產(chǎn)對(duì)原料純度的要求。
其他輔助原料引發(fā)劑:在聚丙烯酰胺的聚合過程中,需要引發(fā)劑來引發(fā)丙烯酰胺單體的聚合反應(yīng)。常用的引發(fā)劑有過硫酸銨 - 亞硫酸氫鈉氧化 - 還原引發(fā)體系、偶氮化合物(如偶氮二異丁腈)等。這些引發(fā)劑能夠產(chǎn)生自由基,引發(fā)丙烯酰胺單體分子中的雙鍵打開,從而發(fā)生聚合反應(yīng)。例如,過硫酸銨 - 亞硫酸氫鈉體系在水溶液中反應(yīng),過硫酸銨產(chǎn)生的硫酸根自由基會(huì)引發(fā)丙烯酰胺聚合。
溶劑(在某些生產(chǎn)工藝中):對(duì)于采用溶液聚合等方法生產(chǎn)聚丙烯酰胺時(shí),水是常用的溶劑。如果是反相乳液聚合,則需要油相溶劑,如一些有機(jī)溶劑(包括芳烴類溶劑等)和乳化劑。乳化劑用于使丙烯酰胺單體分散在油相中形成乳液體系,以便聚合反應(yīng)的進(jìn)行。例如,采用 Span - Tween 系列乳化劑可以使丙烯酰胺單體在油相中穩(wěn)定分散,為反相乳液聚合提供合適的反應(yīng)環(huán)境。
鏈轉(zhuǎn)移劑(有時(shí)會(huì)使用):為了控制聚丙烯酰胺的分子量,在聚合過程中會(huì)加入鏈轉(zhuǎn)移劑。例如,異丙醇、硫醇等可以作為鏈轉(zhuǎn)移劑使用。當(dāng)聚合反應(yīng)進(jìn)行時(shí),鏈轉(zhuǎn)移劑能夠與增長的聚合物鏈反應(yīng),使鏈終止或轉(zhuǎn)移,從而調(diào)節(jié)聚合物的分子量,使其達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)品性能要求。