聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺單體聚合而成,所以丙烯酰胺是生產聚丙烯酰胺主要的原料。
丙烯酰胺的來源化學合成法:丙烯腈水解法是工業(yè)上生產丙烯酰胺的主要方法。丙烯腈在硫酸或金屬催化劑(如銅系催化劑)的作用下,通過水解反應生成丙烯酰胺。反應過程如下:丙烯腈與水在一定的溫度和壓力條件下,在催化劑存在時發(fā)生水解反應,生成丙烯酰胺粗品。然后經過精制,如通過離子交換樹脂去除雜質、減壓蒸餾等操作,得到高純度的丙烯酰胺。這種方法可以大規(guī)模生產丙烯酰胺,并且產品質量穩(wěn)定,能夠滿足聚丙烯酰胺生產對原料純度的要求。
其他輔助原料引發(fā)劑:在聚丙烯酰胺的聚合過程中,需要引發(fā)劑來引發(fā)丙烯酰胺單體的聚合反應。常用的引發(fā)劑有過硫酸銨 - 亞硫酸氫鈉氧化 - 還原引發(fā)體系、偶氮化合物(如偶氮二異丁腈)等。這些引發(fā)劑能夠產生自由基,引發(fā)丙烯酰胺單體分子中的雙鍵打開,從而發(fā)生聚合反應。例如,過硫酸銨 - 亞硫酸氫鈉體系在水溶液中反應,過硫酸銨產生的硫酸根自由基會引發(fā)丙烯酰胺聚合。
溶劑(在某些生產工藝中):對于采用溶液聚合等方法生產聚丙烯酰胺時,水是常用的溶劑。如果是反相乳液聚合,則需要油相溶劑,如一些有機溶劑(包括芳烴類溶劑等)和乳化劑。乳化劑用于使丙烯酰胺單體分散在油相中形成乳液體系,以便聚合反應的進行。例如,采用 Span - Tween 系列乳化劑可以使丙烯酰胺單體在油相中穩(wěn)定分散,為反相乳液聚合提供合適的反應環(huán)境。
鏈轉移劑(有時會使用):為了控制聚丙烯酰胺的分子量,在聚合過程中會加入鏈轉移劑。例如,異丙醇、硫醇等可以作為鏈轉移劑使用。當聚合反應進行時,鏈轉移劑能夠與增長的聚合物鏈反應,使鏈終止或轉移,從而調節(jié)聚合物的分子量,使其達到預期的產品性能要求。