水溶性偶氮引發劑:試劑簡介,國內試劑發展,主要套用領域,聚丙烯醯胺,使用注意事項,

水溶性偶氮類引發劑是生產聚丙烯醯胺的一種優選引發劑，適用於聚丙烯醯胺的合成，使用該品作引發劑生產聚丙烯醯胺有以下優點，性能穩定、在水溶液聚合中分散均勻。因此能充分反應，用量較少，使用方便，前水解和後水解均能使用。聚合出的聚丙烯醯胺產品粘度分子量相對較高（3500萬-4000萬），不溶物相對較低（< 0.2%）。

基本介紹

中文名：水溶性偶氮引發劑
外文名：暫無
分類：化學
定義：引發劑聚合

試劑簡介,國內試劑發展,主要套用領域,聚丙烯醯胺,使用注意事項,產品使用特性,作用原理,用途,

試劑簡介

水溶性偶氮引發劑是偶氮引發劑的一個分類，它是在油溶性偶氮引發劑如AIBN等的分子上引入親水性基團而得到的，可以溶於水，因此擴大了使用範圍。

水溶性偶氮引發劑的優勢　這種水溶性引發劑普遍適用於高分子合成的水溶液聚合與乳液聚合中。與一般類型的偶氮引發劑相比，水溶性偶氮引發劑引發效率高，產品的相對分子質量相對比較高、水溶性好、且殘留體少。若帶有端基的水溶性引發劑，還可以用於製備遙爪聚合物。與無機過硫酸鹽和其它水溶性引發劑相比較，AIBA能進行平滑、穩定、可控制的分解反應，產生高線性和高分子量的聚合物。尤其在含有Cl的溶液里，當溶液PH值<7時，S2O8等強氧化性的基團與氯離子在pH<時能產生Cl2，而Cl原子則能充當鏈終止劑，從而使分子量下降。基於這一點，使用不能氧化Cl的水溶性偶氮類引發劑會得到更高分子量的聚合物。

與偶氮腈類產品不同，因其不含腈基，分解產物無毒，同時比其他引發劑分解平穩，轉化率高，聚合過程不出現殘渣和結塊；在低溫、低濃度下能夠高效引發聚合，生成高線性和高分子量聚合物，因此被廣泛套用於高分子合成的水溶液聚合和乳液聚合中。

水溶性偶氮引發劑的主要產品　水溶性偶氮引發劑的產品主要有偶氮二異丁基脒鹽酸鹽（AIBA,V-50引發劑），偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽(簡稱AIBI,VA-044引發劑),偶氮二氰基戊酸（簡稱ACVA,V-501），偶氮二異丙基咪唑啉（簡稱AIP,VA-061引發劑）等。其結構式如下：

國內試劑發展

水溶性偶氮引發劑是偶氮引發劑的一個分類，它是在油溶性偶氮引發劑如AIBN等的分子上引入親水性基團而得到的，可以溶於水，因此擴大了使用範圍。水溶偶氮引發劑在我國發展比較晚，近幾年才開始被認識和套用，不過由於其在某些領域的優異的表現，發展比較迅速。

主要套用領域

用水溶性偶氮引發劑引發丙烯醯胺聚合，聚合溫度大約在35～90℃，一般溫度在40℃左右就可以，聚合時間平均在4h，得到的聚丙烯醯胺的相對分子質量大約為1400～2000萬之間，產品的溶解性好。水溶性偶氮引發劑也套用於各種陽離子單體如DMDAAC等的聚合;丙烯醯胺與其他單體的聚合，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。在陽離子乳液及膠黏劑的製備中也有不俗的表現。

聚丙烯醯胺

聚丙烯醯胺（PAM）為水溶性高分子聚合物，不溶於大多數有機溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽離子和兩性型四種類型。

使用注意事項

陽離子聚丙烯醯胺使用注意事項：

1、絮團的大小：絮團太小會影響排水的速度，絮團太大會使絮團約束較多水而降低泥餅乾度。經過選擇聚丙烯醯胺的分子量能夠調整絮團的大小。

2、污泥特性。第一點理解污泥的來源，特性以及成分，所占比重。依據性質的不同，污泥可分為有機和無機污泥兩種。陽離子聚丙烯醯胺用於處置有機污泥，相對的陰離子聚丙烯醯胺絮凝劑用於無機污泥，鹼性很強時用陽離子聚丙烯醯胺，而酸性很強時不宜用陰離子聚丙烯醯胺，固含量高時污泥通常聚丙烯醯胺的用量也大。

3、絮團強度：絮團在剪下作用下應堅持穩定而不破碎。進步聚丙烯醯胺分子量或者選擇適宜的分子構造有助於進步絮團穩定性。

4、聚丙烯醯胺的離子度：針對脫水的污泥，可用不同離子度的絮凝劑經過先做小試停止挑選，選出最佳適宜的聚丙烯醯胺，這樣即能夠獲得最佳絮凝劑效果，又可使加藥量最少，節約本錢。

5、聚丙烯醯胺的溶解：溶解良好才幹發充沛發揮絮凝作用。有時需求加快溶解速度，這時可思索進步聚丙烯醯胺溶液的濃度。

產品使用特性

1、絮凝性：PAM能使懸浮物質通過電中和，架橋吸附作用，起絮凝作用。

2、粘合性：能通過機械的、物理的、化學的作用，起粘合作用。

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

4、增稠性：PAM在中性和酸條件下均有增稠作用，當PH值在10以上PAM易水解。呈半網狀結構時，增稠將更明顯。

作用原理

1）絮凝作用原理：PAM用於絮凝時，與被絮凝物種類表面性質，特別是動電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關，顆粒表面的動電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動電位降低而凝聚。

2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。

3）表面吸附：PAM分子上的極性基團顆粒的各種吸附。

4）增強作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機械、物理、化學等作用，將分散相牽連在一起，形成網狀。

用途

水處理領域。PAM在水處理工業中的套用主要包括原水處理、污水處理和工業水處理3個方面。在原水處理中，PAM與活性炭等配合使用，可用於生活水中懸浮顆粒的凝聚和澄清；在污水處理中。PAM可用於污泥脫水；在工業水處理中，PAM主要用作配方藥劑。在原水處理中，用有機絮凝劑PAM代替無機絮凝劑，即使不改造沉降池，淨水能力也可提高20%以上。所以目前許多大中城市在供水緊張或水質較差時，都採用PAM作為補充。工業廢水處理，特別是對於懸浮顆粒、較粗、濃度高、粒子帶陽電荷，水的PH值為中性或鹼性的污水、鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理，效果最好。在污水處理中，採用PAM可以增加水回用循環的使用率。

石油採油領域。在石油開採中，PAM主要用於鑽井泥漿材料以及提高採油率等方面，廣泛套用於鑽井、完井、固井、壓裂、強化採油等油田開採作業中，具有增粘、降濾失、流變調節、膠凝、分流、剖面調整等功能。目前我國油田開採已經步入中後期，為提高原油採收率，目前主要推廣聚合物驅油和三元複合驅油技術。通過注入PAM水溶液，改善油水流速比，使采出物中原油含量提高。目前國外PAM在油田方面的套用不多，我國由於特殊的地質條件，大慶油田和勝利油田已經開始廣泛採用聚合物驅油技術。

造紙領域。PAM在造紙領域中廣泛用作駐留劑、助濾劑、均度劑等。它的作用是能夠提高紙張的質量，提高漿料脫水性能，提高細小纖維及填料的留著率，減少原材料的消耗以及對環境的污染等。PAM在造紙中使用的效果取決於其平均分子量、離子性質、離子強度及其它共聚物的活性。非離子型PAM主要用於提高紙漿的濾性，增加乾紙強度，提高纖維及填料的留著率；陰離子型共聚物主要用作紙張的乾濕增強劑和駐留劑；陽離子型共聚物主要用於造紙廢水處理和助濾作用，另外對於提高填料的留著率也有較好的效果。此外，PAM還套用於造紙廢水處理和纖維回收。

紡織領域在紡織工業中，PAM作為織物後處理的上漿劑、整理劑，可以生成柔順、防皺、耐黴菌的保護層。利用它的吸濕性強的特點，能減少紡細紗時的斷線率；PAM作後處理劑可以防止織物的靜電和阻燃；用作印染助劑時，PAM可使產品附著牢度大、鮮艷度高，還可以作為漂白的非矽高分子穩定劑；此外，PAM還可以用於紡織印染污水的高效淨化。

其他領域在採礦、洗煤領域，採用PAM作絮凝劑可促進採礦、洗煤回收水中固體物的沉降，使水澄清，同時可回收有用的固體顆粒，避免對環境造成污染；在製糖工業中，PAM可加速蔗汁中細粒子的下沉，促進過濾和提高濾液的清澈度；在養殖工業中，PAM可改善水質，增加水的透光性能，從而改善水的光合作用；在醫藥工業中，PAM可用作分離抗菌素的絮凝劑、用作藥片的賦型粘接劑以及工藝水澄清劑等；在建材工業中，PAM可用作塗料增稠分散劑、鋸石板材冷卻劑以及陶瓷粘接劑等；在農業上，PAM作為高吸水性材料可用作土壤保濕劑以及種子培養劑等。在建築工業中，PAM可以增強石膏水泥的硬度，加速石棉水泥的脫水速度。此外，PAM還可用作天然或合成皮革的保護塗層以及無機肥料的造粒助劑等。

水溶性偶氮引發劑