丙烯醯胺聚合引發還原劑，是一款能夠引發丙烯醯胺聚合反應的生物還原劑。聚丙烯醯胺(PAM)作為一種重要的水溶性高分子材料，在石油化工等領域有著廣泛的套用。目前，工業及實驗室合成PAM主要使用氧化—還原體系和過氧化物類兩類引發劑。氧化—還原體系引發劑具有分解活化能低、聚合速率適中等優點，在合成疏水締合聚丙烯醯胺的研究中常被採用，但該類引發劑在較低溫度下引發丙烯醯胺(AM)聚合時，少量氧氣的存在或體系中微量雜質的存在，就有可能導致聚合反應的誘導期延長。
基本介紹
- 中文名：丙烯醯胺聚合引發還原劑
- 外文名：Reducing agent for acrylamide polymerization
- 反應：氧化還原反應
- 類型：還原劑
- 結果：聚丙烯醯胺聚合
- 套用領域：石油化工等領域
丙烯醯胺聚合簡介,亞硫酸氫鹽類引發劑引發丙烯醯胺聚合效果,辣根過氧化物酶酶促體系引發丙烯醯胺聚合,CuSO4—NaHSO3引發的丙烯醯胺聚合,
丙烯醯胺聚合簡介
聚丙烯醯胺(PAM)作為一種重要的水溶性高分子材料，在石油化工等領域有著廣泛的套用。目前，工業及實驗室合成PAM主要使用氧化—還原體系和過氧化物類兩類引發劑。氧化一還原體系引發劑具有分解活化能低、聚合速率適中等優點，在合成疏水締合聚丙烯醯胺的研究中常被採用，但該類引發劑在較低溫度下引發丙烯醯胺(AM)聚合時，少量氧氣的存在或體系中微量雜質的存在，就有可能導致聚合反應的誘導期延長。過氧化物類引發劑具有分解活化能高、引發溫度高、聚合速率快等優點，但過量過硫酸鹽可能引起PAM的降解，因此，限制了其在合成某些特定用途PAM中的使用。20世紀80年代，伍宣池等對MnSO4存在下NaHSO3引發AM的聚合反應進行了研究；詹從紅對NaHSO3引發AM的聚合反應進行了研究。
亞硫酸氫鹽類引發劑引發丙烯醯胺聚合效果
研究者以NaHSO3、KHSO3為引發劑合成PAM，並與氧化一還原體系引發劑NaHSO3一K2S2O8、NaHSO3一(NH4)2S2O8以及過氧化物類引發劑K2S2O8、(NH4)2S2O8的引發效果進行對比，探討了亞硫酸氫鹽的引發效果。
結果如下：
1、NaHSO3和KHSO3引發AM聚合的最佳反應溫度為30℃，最佳反應時間為4 h。
2、通過與氧化一還原體系引發劑和過氧化物類引發劑引發AM聚合的引發效果對比，確定亞硫酸氫鹽類引發劑具有較好的引發效果。
3、NaHSO3和KHSO3不僅可以引發AM發生均聚，還可以很好的引發AM與AA、AMPS等單體進行共聚反應。
辣根過氧化物酶酶促體系引發丙烯醯胺聚合
研究對辣根過氧化物酶（HRP）、H2O2和乙醯丙酮（ACAC）組成的三元酶促體系引發的丙烯醯胺（AAM）聚合進行了研究。在膨脹計中考察了反應溫度和HRP、ACAC、H2O2及AAM初始濃度對酶促體系引發AAM聚合動力學行為的影響，確定了適宜的反應條件。用FTIR和GPC對聚合產物進行表征，得到的聚丙烯醯胺的數均分子量為105~106，分子量分布指數DI為 2~3。
HRP/H2O2/ACAC三元酶促體系引發AAM聚合的適宜溫度為20 ~ 40℃（本文選用 25 ），並可在低HRP濃度下有效地實現酶促引發AAM聚合。動力學研究表明，在適宜的反應溫度和HRP、ACAC和H2O2初始濃度下可有效地消除聚合反應的誘導期，反應速率較快（60 min 內即完成反應），且可獲得分子量較高（ 約105~106），分子量分布較窄（分布指數DI為2~3）的PAAM。
CuSO4—NaHSO3引發的丙烯醯胺聚合
聚丙烯醯胺由於具有優異的絮凝作用和降低流體阻力等性能在造紙、石油、採礦、冶金、醫藥等工業領域中得到了廣泛套用。其合成方法也由最初的水溶液聚合發展為現在的乳液聚合、輻射聚合、瞬間聚合氣化脫溶劑法等，但是主要還是以水溶液聚合和微乳液聚合為主。馬自俊等對常用的氧化還原引發體系進行了總結歸納，將其分為過硫酸鹽、有機過氧化物、多電子轉移和非過氧化物體系四大類。張志成等用過硫酸鉀成功地引發了丙烯醯胺微乳液聚合；A SEZAI SARAC等用高錳酸鹽-三鈦（VI）引發了丙烯醯胺聚合；Biswajit Ray等研究了懸浮聚合；VIVEKANANDAM T S在超音波和過一硫酸鹽存在下成功地聚合了丙烯醯胺。但是用過渡金屬作丙烯醯胺聚合引發劑的研究報導很少，並且所報導的過渡金屬引發體系在引發反應的過程中都需要氮氣保護、攪拌和在中高溫下進行，這極大地限制了聚丙烯醯胺的生產和套用。基於上述原因，有研究者用過渡金屬Cu的二價鹽CuSO4與NaHSO3組成二元引發體系在空氣氣氛中、常溫、不攪拌的情況下成功地引發了丙烯醯胺聚合。考察了引發劑單體配比、單體濃度、引發劑中二組分的比例、溫度及反應時間對聚丙烯醯胺收率及Mr的影響。在w（單體）=12% ，引發劑/單體（摩爾比）=17×10-4，CuSO4/NaHSO3=1：5，反應溫度為30℃，反應時間為2 h的條件下，聚丙烯醯胺的Mr（粘度法）為（150—500）×104，收率達80% 。
