聚丙烯酸(PAA)物化性質(zhì)和制備方法

時(shí)間：2023-03-24 11:59:15來(lái)源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

聚丙烯酸(PAA)物化性質(zhì)和制備方法

[db:作者] / 2023-01-06 00:00

聚丙烯酸(PAA)

[結(jié)構(gòu)式]

[物化性質(zhì)]無(wú)色或淡黃色液體。能與水中金屬離子，如鈣、鎂等形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，對(duì)水中碳酸鈣、氧化鈣有優(yōu)良的分散作用。本品為低分子量聚電解質(zhì)，聚丙烯酸的水溶液含有很少電離的緊密卷曲的聚合物分子，黏度較低。聚丙烯酸存在于稀鹽酸溶液中，聚合物分子的卷曲趨勢(shì)就會(huì)增大，電離趨勢(shì)就減小。用堿中和丙烯酸聚合物，電離度增大，黏度也隨之增大。一價(jià)離子的鹽類(lèi)一般不會(huì)使聚丙烯酸水溶液沉淀，二價(jià)離子的鹽類(lèi)能使之析出白濁物。聚丙烯酸的水溶液流動(dòng)性因聚合度不同而不同。用于水處理的聚丙烯酸相對(duì)分子質(zhì)量一般在2000～5000，可與水互溶，溶于乙醇、異丙醇等。聚丙烯酸呈弱酸性，pK。為4.75。在300℃以上易發(fā)生分解。

[制備方法]采用溶液聚合方法，以丙烯酸為原料，經(jīng)水稀釋后，在引發(fā)劑作用下聚合而成。丙烯酸聚合既快又發(fā)熱，為實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合過(guò)程的控制，用于循環(huán)水處理的聚丙烯酸通常把丙烯酸配成40%以下的水溶液進(jìn)行聚合，聚合溫度通常控制在50～150℃。常用引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨和亞硫酸鈉，在聚合過(guò)程中還常加少量的(<5%)巰基琥珀酸、異丙醇等做緩聚劑，對(duì)苯二酚或鄰苯二酚用作阻聚劑。

將化學(xué)計(jì)量的去離子水加入到裝有電動(dòng)攪拌、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計(jì)的反應(yīng)器中，開(kāi)動(dòng)攪拌并將反應(yīng)溫度升至80℃左右，將計(jì)量的巰基乙酸或異丙醇加入到反應(yīng)器中與水混溶。將化學(xué)計(jì)量的過(guò)硫酸銨用計(jì)量的水配成稀溶液，置于聚合反應(yīng)器上的滴液漏斗中,將計(jì)量的丙烯酸(AA)單體與一定量水混合，置于聚合反應(yīng)器上的另一滴液漏斗中。當(dāng)反應(yīng)器中的水溫達(dá)到反應(yīng)所需要的溫度后，開(kāi)始滴加丙烯酸單體水溶液和引發(fā)劑過(guò)硫酸銨水溶液，控制滴加速度使反應(yīng)溫度在85～90℃聚合反應(yīng)3～5h。反應(yīng)完成后，將聚合液冷卻至室溫，取樣分析各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，符合要求后分裝。

將8g丙烯酸和2g丙烯腈加入到60mL水中，加入0.2g NaHSO3和少許HNO3，于70℃時(shí)滴加含有0.1g過(guò)硫酸銨的引發(fā)劑水溶液，經(jīng)引發(fā)聚合后，體系自動(dòng)升溫至85℃左右，保持此溫度，繼續(xù)反應(yīng)2h，得到透明黏稠液體，加入稀堿，調(diào)pH值至6.5左右。放料即為產(chǎn)品。

在上述反應(yīng)中加入HNO3的目的是增溶，因?yàn)榫郾╇媸撬蝗芪铮簿畚镆矠榛鞚崛芤海尤朐鋈軇┖罂墒贵w系呈完全透明。另外該反應(yīng)系游離基共聚，體系劇烈放熱，極易引起爆聚，自加速效應(yīng)也很明顯，為了使聚合平緩，可加入二乙醇胺或十二烷基硫醇等作為相對(duì)分子質(zhì)量調(diào)節(jié)劑。

[技術(shù)指標(biāo)]GB/T 10533-2000

[應(yīng)用]

(1)聚丙烯酸是聚羧酸產(chǎn)品最早的--種均聚物。它在水溶液中羧基官能團(tuán)發(fā)生部分電離，因而具有導(dǎo)電性，稱其為聚電解質(zhì)。聚丙烯酸中的羧酸根對(duì)Ca2+、Mg2+等離子具有螯合作用，使其具有阻垢性能。聚丙烯酸電解質(zhì)還能對(duì)泥土、腐蝕產(chǎn)物等無(wú)定性物具有分散作用，是一種分散劑。單獨(dú)用量一般在2～15mg/L。

(2)聚丙烯酸具有阻CaCO3性能，1mg/L的聚丙烯酸能拴住45mg/L的鈣離子，阻CaCO3性能優(yōu)于一般的聚羧酸共聚物，但幾乎沒(méi)有阻Ca3(PO4)2的能力。

(3)本品常與緩蝕劑復(fù)配復(fù)合水質(zhì)穩(wěn)定劑使用。它可以作為鋁系、鎢系、磷系復(fù)合引發(fā)體系配方中一種阻垢分散劑組分。它與有機(jī)磷酸鹽復(fù)配成的藥劑對(duì)其阻垢性能有增效作用，復(fù)配藥劑適用水質(zhì)硬度為150～450mg/L(以CaCO3計(jì))和堿度為150～450mg/L(以CaCO3計(jì))的中等硬度的水質(zhì)。

(4)用于水處理劑的聚丙烯酸相對(duì)分子質(zhì)量一般在2500～5000，在此范圍內(nèi)，相對(duì)分子質(zhì)量寬窄對(duì)其阻CaCO3性能影響不大。

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