Herstellungsprozess und -prinzip von Acrylamid

Produktionsmethode

Methode 1: Hydrolysemethode
DerAcrylamidDas durch Hydrolyse gewonnene Acrylamid weist eine unregelmäßige Verteilung der Acrylamidketten auf makromolekularen Ketten auf. Der Molprozentsatz vonAcrylamidKetten an makromolekularen Ketten ist der Grad der Hydrolyse.
Im Vergleich zur Copolymerisation ist der wasserlösliche Antischuppenfaktor (HD) der mit der allgemeinen Hydrolysemethode hergestellten Produkte nicht hoch und liegt unter 30 %. Theoretisch sollten Produkte mit einem HD von über 70 % durch die Copolymerisation hergestellt werden, die bestimmte Anforderungen an Hydrolysetemperatur und -verlauf stellt und während des Hydrolyseprozesses zum makromolekularen Abbau neigt.

Methode 2: Polymerisation einer wässrigen Lösung
Polymerisation in wässriger Lösung, bei der Monomer und Initiator in Wasser gelöst werden. Diese Methode ist einfach, umweltfreundlich, bietet eine hohe Polymerausbeute und ermöglicht die Herstellung von Polymeren mit hohem relativen Molekulargewicht. Sie wurde erstmals in der industriellen Polyacrylamid-Herstellung eingesetzt und ist seitdem die wichtigste Methode zur industriellen Herstellung von Polyacrylamid. Die Polymerisation in wässriger Lösung wurde eingehend untersucht.

Methode 3: Invertierte Emulsionspolymerisation
Vor der Umkehrphasen-Emulsionspolymerisation und Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation muss ein Umkehrphasen-Kolloiddispersionssystem hergestellt werden, d. h., in der Ölphase der wässrigen Monomerlösung wird durch Rühren der Dispersion oder des Emulgators ein heterogenes Wasser/Öl-Dispersionssystem (W/O) gebildet und anschließend ein Initiator für die freie Basepolymerisation hinzugefügt.
Bei der Umkehrphasen-Emulsionspolymerisation werden in der Regel öllösliche Initiatoren verwendet, meist anionische Radikalinitiatoren und nichtionische Radikalinitiatoren, während bei der Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation wasserlösliche Initiatoren wie Persulfat zum Einsatz kommen. Es gibt zwei Ansichten zum Keimbildungsmechanismus der AM/AA-Umkehremulsionspolymerisation: Mizellenkeimbildung und Monomertröpfchenkeimbildung. Die Kinetik unterscheidet sich deutlich von der typischen positiven Emulsionspolymerisation.

Methode 4: Umgekehrte Suspensionspolymerisation
Die Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation ist eine ideale Methode für die industrielle Produktion wasserlöslicher Polymere und wurde in den letzten zehn Jahren entwickelt. Di-monie untersuchte die AM-Umkehrphasen-Suspensionspolymerisation 1982 mittels Leitfähigkeits-, NMR- und Elektronenmikroskopie.

Methode 5: Andere Polymerisationsmethoden
Zusätzlich zu den oben genannten Methoden können Homopolymere und Copolymere von Acrylamid und seinen Derivaten durch Mannich-Reaktion und Pfropfcopolymerisation modifiziert werden. Die Einführung von Aminen in Polyacrylamid während der Mannich-Reaktion ist ein wichtiger Weg zur kationischen Polyelektropfropfung von Polyacrylamid. Die am häufigsten verwendeten Amine sind Dimethylamin, Diethylamin, Diethanolamin usw.

AM/AA wird häufig mit Stärke gepfropft, um hochabsorbierende Harze herzustellen, oder mit anderen makromolekularen Monomeren, um AM/AA in bestimmte Membranen einzubinden. Hochmolekulares kationisches Polyacrylamid (CPAM) wird häufig in der Ölproduktion eingesetzt, HPAM weist jedoch eine schlechte Salztoleranz auf.