水溶液聚合
水溶液聚合是聚丙烯醯胺(PAM)生產歷史最久的方法,該方法既安全又經濟合理,是聚丙烯醯胺的主要生產技術。但水溶液聚合的產物固含量僅在8%~25%,且容易發生醯亞胺化反應,生成凝膠,產物的相對分子質量較小,在製成千粉過程中,高溫烘乾和剪下作用又易使高分子鏈降解和交聯,使粉劑產品的溶解性、絮凝性等變差。為解決這些問題,對水溶液聚合進行了不斷深入地研究,諸如引發劑體系、介質pH值、添加劑種類及用量、溶劑和聚合溫度等對聚合反應特性及產品性能的影響等,開發出了過渡金屬化合物引發體系的水溶液聚合、雙官能度引發體系的水溶液聚合、輻射聚合、沉澱聚合、電漿引發的水溶液聚合等。
經分子設計合成出一種雙官能度引發劑,用於AM聚合,得到分子量2600萬左右的超高 相對分子質量的PAM。據國外文獻報導,以電漿技術聚合的聚丙烯醯胺不但相對分子質量高(>1000萬),且無交聯,得到的是高純線型聚合物;國內的張衛華等。通過研究放電時間、放電功率、單體的初始濃度及溶液pH值等對聚合反應的影響,製備了一系列高聚物,並且研究了電漿引發丙烯醯胺水,溶液聚合工業化的可行性。
分散聚合
分散聚合最初是由英國ICI公司在20世紀70年代提出來的一種新聚合方法,與其它聚合方法相比,分散聚合法生產工藝簡單,能合理地解決散熱問題,可適用於各種單體,且能製備不同粒徑的單分散性聚合物微球,AM的分散聚合研究始於20世紀90年代末,一般採用低碳醇/水混合物和鹽水溶液兩種體系。
採用泡沫體系分散聚合法,用丙烯醯氧基乙基三甲基氯化銨(DAC)、丙烯醯胺(AM)、丙 烯酸鈉、丙烯酸(AA)製備了相對分子質量小且溶解性好的兩性聚丙烯醯胺(P(DAC—AM.AA))。段明等採用分散聚合法製備了聚丙烯醯胺水分散體,並考察了各種因素對聚合的影響。結果表明,分散介質類型和分散劑種類是影響PAM水分散體穩定性的主要因素,選擇乙醇.水為分散介質、聚乙烯吡咯烷酮為分散劑,在最佳合成條件下製得了相對分子質量較高且穩定性較好的PAM水分散體。水溶性單體在鹽水介質中的分散聚合是一種新型綠色合成技術,通過AM和陽離子單體甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨(DAC)在無機鹽水溶液中的分散共聚合,製備了穩定的P(AM—DMC)水基分散體,採用掃描電鏡、雷射粒度儀測定了粒子形貌和粒徑,並研究了穩定劑結構與用量、共聚單體組成、第三單體鹽的種類 和濃度對水基分散聚合的影響。
反相懸浮聚合
反相懸浮聚合作為近年來才開發出來的新合成方法,具有反應體系粘度低、導熱方便、生產工藝簡單、成本低、便於實現工業化、產品的特性粘度較高、溶解性能好等特點,且可直接得到粉狀或粒狀產品,包裝和運輸方便;但也有強烈攪拌造成斷鏈及破乳不全等缺點。
採用反相懸浮聚合法合成了相對分子質量達107、速溶型粉狀聚丙烯醯胺,研究了反應體系的特徵及影響相對分子質量的諸多因素,用測電導的方法證明了反應過程中相反轉的存在,並發現甲酸鈉是一種優良的鏈轉移劑。等以AM、AA和AMPS(2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)為單體,採用反相懸浮聚合法製備了超高分子量的AM/AA/AMPS及鹽的共聚物,並研究了中和度、AMPS和AA用量,引發劑濃度、抗交聯劑及其它助劑對合成共聚物分子量的影響。