水溶性偶氮引发剂

生产聚丙烯酰胺的引发剂

水溶性偶氮类引发剂是生产聚丙烯酰胺的一种优选引发剂，适用于聚丙烯酰胺的合成，使用该品作引发剂生产聚丙烯酰胺有以下优点，性能稳定、在水溶液聚合中分散均匀。因此能充分反应，用量较少，使用方便，前水解和后水解均能使用。聚合出的聚丙烯酰胺产品粘度分子量相对较高（3500万-4000万），不溶物相对较低（＜0.2%）。

试剂简介

水溶性偶氮引发剂是偶氮引发剂的一个分类，它是在油溶性偶氮引发剂如AIBN等的分子上引入亲水性基团而得到的，可以溶于水，因此扩大了使用范围。

水溶性偶氮引发剂的优势　这种水溶性引发剂普遍适用于高分子合成的水溶液聚合与乳液聚合中。与一般类型的偶氮引发剂相比，水溶性偶氮引发剂引发效率高，产品的相对分子质量相对比较高、水溶性好、且残留体少。若带有端基的水溶性引发剂，还可以用于制备遥爪聚合物。与无机过硫酸盐和其它水溶性引发剂相比较，AIBA能进行平滑、稳定、可控制的分解反应，产生高线性和高分子量的聚合物。尤其在含有Cl的溶液里，当溶液PH值＜7时，S2O8等强氧化性的基团与氯离子在pH＜时能产生Cl2，而Cl原子则能充当链终止剂，从而使分子量下降。基于这一点，使用不能氧化Cl的水溶性偶氮类引发剂会得到更高分子量的聚合物。

与偶氮腈类产品不同，因其不含腈基，分解产物无毒，同时比其他引发剂分解平稳，转化率高，聚合过程不出现残渣和结块；在低温、低浓度下能够高效引发聚合，生成高线性和高分子量聚合物，因此被广泛应用于高分子合成的水溶液聚合和乳液聚合中。

水溶性偶氮引发剂的主要产品　水溶性偶氮引发剂的产品主要有偶氮二异丁基脒盐酸盐（AIBA,V-50引发剂），偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(简称AIBI,VA-044引发剂),偶氮二氰基戊酸（简称ACVA,V-501），偶氮二异丙基咪唑啉（简称AIP,VA-061引发剂）等。其结构式如下：

国内试剂发展

水溶性偶氮引发剂是偶氮引发剂的一个分类，它是在油溶性偶氮引发剂如AIBN等的分子上引入亲水性基团而得到的，可以溶于水，因此扩大了使用范围。水溶偶氮引发剂在我国发展比较晚，近几年才开始被认识和应用，不过由于其在某些领域的优异的表现，发展比较迅速。

主要应用领域

用水溶性偶氮引发剂引发丙烯酰胺聚合，聚合温度大约在35～90℃，一般温度在40℃左右就可以，聚合时间平均在4h，得到的聚丙烯酰胺的相对分子质量大约为1400～2000万之间，产品的溶解性好。水溶性偶氮引发剂也应用于各种阳离子单体如DMDAAC等的聚合;丙烯酰胺与其他单体的聚合，如PDA等;其他水溶液或乳液聚合，如聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮等的合成;密封聚合或接技聚合。在阳离子乳液及胶黏剂的制备中也有不俗的表现。

聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

使用注意事项

阳离子聚丙烯酰胺使用注意事项：

1、絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团约束较多水而降低泥饼干度。经过选择聚丙烯酰胺的分子量能够调整絮团的大小。

2、污泥特性。第一点理解污泥的来源，特性以及成分，所占比重。依据性质的不同，污泥可分为有机和无机污泥两种。阳离子聚丙烯酰胺用于处置有机污泥，相对的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂用于无机污泥，碱性很强时用阳离子聚丙烯酰胺，而酸性很强时不宜用阴离子聚丙烯酰胺，固含量高时污泥通常聚丙烯酰胺的用量也大。

3、絮团强度：絮团在剪切作用下应坚持稳定而不破碎。进步聚丙烯酰胺分子量或者选择适宜的分子构造有助于进步絮团稳定性。

4、聚丙烯酰胺的离子度：针对脱水的污泥，可用不同离子度的絮凝剂经过先做小试停止挑选，选出最佳适宜的聚丙烯酰胺，这样即能够获得最佳絮凝剂效果，又可使加药量最少，节约本钱。

5、聚丙烯酰胺的溶解：溶解良好才干发充沛发挥絮凝作用。有时需求加快溶解速度，这时可思索进步聚丙烯酰胺溶液的浓度。

产品使用特性

1、絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。

2、粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。

3、降阻性：PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。

4、增稠性：PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显。

作用原理

（1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚。

（2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。

（3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。

（4）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状。

用途

水处理领域。PAM在水处理工业中的应用主要包括原水处理、污水处理和工业水处理3个方面。在原水处理中，PAM与活性炭等配合使用，可用于生活水中悬浮颗粒的凝聚和澄清；在污水处理中。PAM可用于污泥脱水；在工业水处理中，PAM主要用作配方药剂。在原水处理中，用有机絮凝剂PAM代替无机絮凝剂，即使不改造沉降池，净水能力也可提高20%以上。所以目前许多大中城市在供水紧张或水质较差时，都采用PAM作为补充。工业废水处理，特别是对于悬浮颗粒、较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水的PH值为中性或碱性的污水、钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理，效果最好。在污水处理中，采用PAM可以增加水回用循环的使用率。

石油采油领域。在石油开采中，PAM主要用于钻井泥浆材料以及提高采油率等方面，广泛应用于钻井、完井、固井、压裂、强化采油等油田开采作业中，具有增粘、降滤失、流变调节、胶凝、分流、剖面调整等功能。目前我国油田开采已经步入中后期，为提高原油采收率，目前主要推广聚合物驱油和三元复合驱油技术。通过注入PAM水溶液，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。目前国外PAM在油田方面的应用不多，我国由于特殊的地质条件，大庆油田和胜利油田已经开始广泛采用聚合物驱油技术。

造纸领域。PAM在造纸领域中广泛用作驻留剂、助滤剂、均度剂等。它的作用是能够提高纸张的质量，提高浆料脱水性能，提高细小纤维及填料的留着率，减少原材料的消耗以及对环境的污染等。PAM在造纸中使用的效果取决于其平均分子量、离子性质、离子强度及其它共聚物的活性。非离子型PAM主要用于提高纸浆的滤性，增加干纸强度，提高纤维及填料的留着率；阴离子型共聚物主要用作纸张的干湿增强剂和驻留剂；阳离子型共聚物主要用于造纸废水处理和助滤作用，另外对于提高填料的留着率也有较好的效果。此外，PAM还应用于造纸废水处理和纤维回收。

纺织领域在纺织工业中，PAM作为织物后处理的上浆剂、整理剂，可以生成柔顺、防皱、耐霉菌的保护层。利用它的吸湿性强的特点，能减少纺细纱时的断线率；PAM作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃；用作印染助剂时，PAM可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可以作为漂白的非硅高分子稳定剂；此外，PAM还可以用于纺织印染污水的高效净化。

其他领域在采矿、洗煤领域，采用PAM作絮凝剂可促进采矿、洗煤回收水中固体物的沉降，使水澄清，同时可回收有用的固体颗粒，避免对环境造成污染；在制糖工业中，PAM可加速蔗汁中细粒子的下沉，促进过滤和提高滤液的清澈度；在养殖工业中，PAM可改善水质，增加水的透光性能，从而改善水的光合作用；在医药工业中，PAM可用作分离抗菌素的絮凝剂、用作药片的赋型粘接剂以及工艺水澄清剂等；在建材工业中，PAM可用作涂料增稠分散剂、锯石板材冷却剂以及陶瓷粘接剂等；在农业上，PAM作为高吸水性材料可用作土壤保湿剂以及种子培养剂等。在建筑工业中，PAM可以增强石膏水泥的硬度，加速石棉水泥的脱水速度。此外，PAM还可用作天然或合成皮革的保护涂层以及无机肥料的造粒助剂等。

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