1.丙烯腈单体的质量分析
在室内研究中,对储蓄罐的溶液进行了实验。先将丙烯酰胺溶液用氢氧化钠调成pH值为11的溶液,发现溶液明显呈粉红色,再用盐酸调成PH值为7后,溶液颜色与加入碳酸钠时相近,分析认为可能存在类似酸碱指示剂的有机物。
为进一步验证AM单体中阻聚剂含量超标情况,取一定量的超纯水,加入HQ纯固体,配成0.2mg/L的溶液,加入Na2CO3后,混合液颜色由浅绿色变为粉色,与聚合物显色实验相符,故可以初步判定为单体中含有一定量的HQ。
从上述分析中看出,影响聚合的主要因素是对苯二酚。为了解丙烯腈单体中阻聚剂对苯二酚含量是否超出标准(标准规定小于0.15mg/L)收集了1999年8月3日至9月8日期间丙烯腈中对苯二酚的分析报告,见图4-7。
从图4-7中可以看出,3次丙烯腈样品中对苯二酚含量有8次分析结果超过标准规定,最小值为0.78mg/L,最大值达5.64mg/L。平均值为2.825mg/L,超出标准达18倍。对苯二酚是丙烯酰胺聚合的抑制剂,使用高含量对苯二酚的丙烯酰胺,聚合时间长,聚合物黏度下降,因此丙烯酰胺中对苯二酚含量必须小于0.15mg/L,否则催化剂活性将降低。
2.丙烯酰胺单体的红外光谱分析
为了准确地判断单体(AM)中是否含有对苯二酚,采用涂片方法进行了红外光谱分析,同时把对苯二酚标准样品采用溴化钾压片方法也进行红外光谱分析。通过分析发现,在丙烯酰胺与丙烯腈的单体中含有一定量的对苯二酚见图4-8和图4-9。
3.丙烯酰胺单体浓度对PAM的影响
选择现有超高相对分子质量标准配方的丙烯酰胺单体浓度(25%)的前后4个浓度点进行聚合试验,试验及检测结果见图4-10。
从图4-10可以看出,丙烯酰胺单体的浓度必须选择适当,过低则不反应,过高易发生爆聚,产品质量也不好。最好丙烯酰胺的单体反应浓度是25%。
4.pH值对PAM的影响
超高相对分子质量聚合反应中要求pH值必须在较低的条件下进行。为了确定最佳的反应条件,通过改变NaHCO3的加入量来调节pH值,在反应体系中选择3个碱度(pH值分别为11.6、11.8和11.4)进行聚合实验。
从图4-11中可以看出,随着pH值的降低,反应时间越长,黏度增加,过滤比越大,所以选择pH值为11.6比较适合。
5.反应引发温度对PAM的影响
选择18℃、20℃和23℃等3个温度点作为引发温度进行实验,试验结果见图4-12。
从图4-12中可以看出,引发温度为16℃时,由于Na2CO3和NaHCO3不完全溶解,故没有反应。18℃为最好,相对分子质量、黏度和过滤比都优于20℃和23℃。
6.水解度对PAM的影响
水解度对PAM的影响主要表现在反应速度方面。根据超高相对分子质量PAM标准配方,选择不同的水解度(20%、25%、30%)进行聚合试验,其反应温度和检测结果见图4-13。
从图4-13的检测结果中可以看出,水解度越大,反应速度越快,最终温度越高。水解度对产品质量的影响不大,其主要表现在过滤比及水解度上。水解度越低,过滤比越高。在20%水解度时,PAM已过滤不下来。
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