制备方法
1.丙烯腈在铜催化剂作用下水合得到丙烯酰胺,再在K2S2O8作用下聚合为聚丙烯酰胺,反应式如下: 丙烯酰胺的制备 铜铝经碱处理水洗后制成催化剂,装入水合反应器。丙烯腈原料抽至贮罐再放入计量罐中,经离子交换的纯水用泵送入计量罐。然后按比例用泵经原料预热器连续注入水合反应器,控制85～125℃进行水合反应,生成丙烯酰胺的水溶液,剩余的丙烯腈经闪蒸塔去冷凝器回收流入计量罐循环使用。而丙烯酰胺从闪蒸罐流入贮罐,用泵送入高位槽去树脂交换柱,进入贮槽配成7%～8%的单体,送入聚合釜制备聚丙烯酰胺。 2.丙烯酰胺的聚合 丙烯酰胺聚合的方法与工艺主要有如下几种。水溶液聚合 水溶液聚合是丙烯酰胺聚合反应的传统方法。在目前存在的各种聚合反应方法中,该方法的应用最广泛,它是聚丙烯酰胺生产的主要技术。其常规方法为在反应釜中加入丙烯酰胺和水,搅拌下使其溶解,通氮气5MIN,以除去溶解氧,温度在30～60℃时加入引发剂,数小时后聚合得到胶状产品,相对分子质量一般在7万～700万。若要得到干粉产品,则其单体含量要在30%左右,产物经脱水干燥得到。 氧化还原引发体系是引发丙烯酰胺聚合反应的一类非常重要的引发剂,也是目前应用最为广泛的引发剂。它可分为过硫酸盐、有机过氧化物、多电子转移的氧化还原体系和非过氧化物体系四大类。 乳液及反向乳液聚合 将丙烯酰胺水溶液分散在汽油等有机溶剂中,剧烈搅拌,使溶液形成分散均匀的乳液体系,而后加入引发剂引发丙烯酰胺反应得到聚丙烯酰胺。这种方法特点是在高聚合速率、高转化率条件下可得到高分子量的产品(胶乳或者干粉)。光引发聚合 称取定量的丙烯酰胺单体与去离子水配成一定浓度的丙 烯酰胺水溶液,加入EDTA试剂以掩蔽反应体系的铜、铁等金属离子,用NaOH调整pH值,加入光引发剂,装入透明玻璃容器或塑料袋内,充N2驱氧并密封置于紫外线下照射,约30～150min后体系温度上升,至70～90℃时不再上升,生成无色透明的胶体,即为PAM胶体样品。 此外,引发丙烯酰胺聚合的还有辐射聚合、热引发聚合、光引发聚合、沉淀聚合、胶束聚合等。 3.胶体聚丙烯酰胺 将1200kg去离子水加入水解釜中,在搅拌下加入丙烯腈、 0.3kg氢氧化铝、氢氧化铜复合催化,在85 ～125 ℃下进行水解反应。反应结束后蒸出未反应单体丙烯腈。将丙烯酰胺配成7%～8%的水溶液,加入聚合釜。在过硫酸铵引发下进行聚合反应。反应式如下: 4..高分子量聚丙烯酰胺 将丙烯腈在110～140℃、0.3MPa下水解合成丙烯酰胺。将丙烯酰胺加入已装有去离子水的聚合釜中,在过硫酸铵50mg/kg引发下反应8～24h 。然后在碱性条件下,于70～80℃下水解得产品。 5.溶液聚合法 该法是于单体丙烯酰胺水溶液中加入引发剂,在适宜的温度下进行自由基聚合反应。根据对产品性能和剂型的要求,可分为低浓度 ( 单体在水中的含量8%～12%) ,中浓度 (20%～30%)和高浓度 ( >40%)聚合三种方法。低浓度聚合用于生产水溶胶,而中浓度和高浓度聚合则用于生产粉状产品。所用自由基引发剂有过氧化物、过硫酸盐和偶氮化合物等。溶液聚合过程中单体、引发剂、链转移剂和电解质的浓度以及温度等因素均影响聚合产物的分子量。另外,微量的金属离子如Fe2+ 能促使聚合反应过程立即终止,难于得到高分子量的产品,为此,应注意聚合釜不宜使用铁器,最好选用不锈钢材质。由水溶液中制取固体产品可采用溶剂沉淀和热片干燥两种方法。
合成制备方法
1.丙烯腈在铜催化剂作用下水合得到丙烯酰胺，再在K2S2O8作用下聚合为聚丙烯酰胺，反应式如下：
丙烯酰胺的制备 铜铝经碱处理水洗后制成催化剂，装入水合反应器。丙烯腈原料抽至贮罐再放入计量罐中，经离子交换的纯水用泵送入计量罐。然后按比例用泵经原料预热器连续注入水合反应器，控制85～125℃进行水合反应，生成丙烯酰胺的水溶液，剩余的丙烯腈经闪蒸塔去冷凝器回收流入计量罐循环使用。而丙烯酰胺从闪蒸罐流入贮罐，用泵送入高位槽去树脂交换柱，进入贮槽配成7%～8%的单体，送入聚合釜制备聚丙烯酰胺。
2.丙烯酰胺的聚合 丙烯酰胺聚合的方法与工艺主要有如下几种。水溶液聚合 水溶液聚合是丙烯酰胺聚合反应的传统方法。在目前存在的各种聚合反应方法中，该方法的应用最广泛，它是聚丙烯酰胺生产的主要技术。其常规方法为在反应釜中加入丙烯酰胺和水，搅拌下使其溶解，通氮气5MIN，以除去溶解氧，温度在30～60℃时加入引发剂，数小时后聚合得到胶状产品，相对分子质量一般在7万～700万。若要得到干粉产品，则其单体含量要在30%左右，产物经脱水干燥得到。
氧化还原引发体系是引发丙烯酰胺聚合反应的一类非常重要的引发剂，也是目前应用最为广泛的引发剂。它可分为过硫酸盐、有机过氧化物、多电子转移的氧化还原体系和非过氧化物体系四大类。
乳液及反向乳液聚合 将丙烯酰胺水溶液分散在汽油等有机溶剂中，剧烈搅拌，使溶液形成分散均匀的乳液体系，而后加入引发剂引发丙烯酰胺反应得到聚丙烯酰胺。这种方法特点是在高聚合速率、高转化率条件下可得到高分子量的产品（胶乳或者干粉）。光引发聚合 称取定量的丙烯酰胺单体与去离子水配成一定浓度的丙
烯酰胺水溶液，加入EDTA试剂以掩蔽反应体系的铜、铁等金属离子，用NaOH调整pH值，加入光引发剂，装入透明玻璃容器或塑料袋内，充N2驱氧并密封置于紫外线下照射，约30～150min后体系温度上升，至70～90℃时不再上升，生成无色透明的胶体，即为PAM胶体样品。
此外，引发丙烯酰胺聚合的还有辐射聚合、热引发聚合、光引发聚合、沉淀聚合、胶束聚合等。
3.胶体聚丙烯酰胺 将1200kg去离子水加入水解釜中，在搅拌下加入丙烯腈、 0.3kg氢氧化铝、氢氧化铜复合催化，在85 ～125 ℃下进行水解反应。反应结束后蒸出未反应单体丙烯腈。将丙烯酰胺配成7%～8%的水溶液，加入聚合釜。在过硫酸铵引发下进行聚合反应。反应式如下：
4.高分子量聚丙烯酰胺 将丙烯腈在110～140℃、0.3MPa下水解合成丙烯酰胺。将丙烯酰胺加入已装有去离子水的聚合釜中，在过硫酸铵50mg/kg引发下反应8～24h 。然后在碱性条件下，于70～80℃下水解得产品。
5.溶液聚合法 该法是于单体丙烯酰胺水溶液中加入引发剂，在适宜的温度下进行自由基聚合反应。根据对产品性能和剂型的要求，可分为低浓度（单体在水中的含量8%～12%），中浓度（20%～30%）和高浓度（＞40%）聚合三种方法。低浓度聚合用于生产水溶胶，而中浓度和高浓度聚合则用于生产粉状产品。所用自由基引发剂有过氧化物、过硫酸盐和偶氮化合物等。溶液聚合过程中单体、引发剂、链转移剂和电解质的浓度以及温度等因素均影响聚合产物的分子量。另外，微量的金属离子如Fe2+ 能促使聚合反应过程立即终止，难于得到高分子量的产品，为此，应注意聚合釜不宜使用铁器，最好选用不锈钢材质。由水溶液中制取固体产品可采用溶剂沉淀和热片干燥两种方法。
用途简介
工业废水处理：对于悬浮颗粒，较出、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。饮用水处理：我国很多自来水厂的水源来自江河，泥沙及矿物质含量高，比较浑浊，虽经过沉淀过滤，仍不能达到要求，需要投加絮凝剂，投加量是无机絮凝剂的1/50，但效果是无机絮凝剂的几倍，对于有机物污染严重的江河水可采用无机絮凝剂和阳离子聚丙烯酰胺配合使用效果更好。现投加阴离子聚丙烯酰胺，使淀粉微粒絮凝沉淀，然后将沉淀物经压滤机压滤变成饼状，可作饲料，酒精厂的酒精也可采用阴离子聚丙烯酰胺脱水，压滤进行回收。用于河水泥浆沉降。用于造纸干强剂。
用途
1.广泛应用于石油化工、冶金、煤炭、选矿和纺织等工业部门，用作沉淀絮凝剂、油田注水增稠剂、钻井泥浆处理剂、纺织浆料、纸张增强剂、纤维改性剂、土壤改良剂、土壤稳事实上剂、纤维糊料、树脂加工剂、合成树脂涂料、粘合剂、分散剂等。
2.在合成的有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺的应用最多。聚丙烯酰胺中的酰氨基可与许多物质亲和、吸附，使之在被吸附的粒子间形成“桥联”作用，产生絮团，加速粒子的下沉。聚丙烯酰胺可以通过学改性形成阴离子型、阳离子型、非离子型、复合离子型，用于各种不同水质的絮凝剂。聚丙烯酰胺类絮凝剂能适应多种絮凝对象，用量少，效率高，生成的泥渣少，便于后处理。
3.广泛用于增稠、粘接、增黏、絮凝、稳定胶体、减阻、阻垢、凝胶、成膜等方面。是目前应用最广、效能最高的高分子絮凝剂，用于处理电厂用水、工业用水，以及工业废水及市政污水的絮凝澄清净化处理。造纸工业中用作湿强剂、助留剂、悬浮分散剂、黏结剂、成品纸补强剂等。油田采油中用作增稠剂、堵水剂、钻井液添加剂及聚合物驱油。纺织工业中用作上浆剂、织物整理剂。农业上，向耕地土壤加入少量本品，可大大提高土壤抗风蚀及水浸性能，改善透气性。医药及生物工程上可用于药物的控制释放、蛋白质电泳、人工器官材料、接触眼镜片及酶的包埋等。
4.水溶性强，可以制作亲水而水不溶的凝胶，可以引入各种离子基团并调节分子量以得到特定的性能，对许多固体表面和溶解物质有良好的黏附力，因而广泛应用于增稠、絮凝、稳定胶体、减阻、黏结、成膜、阻垢、凝胶及生物医学材料等方面。特别是在水处理、造纸、采矿、洗煤、冶金和石油钻采等工业部门中其用量日益增加。
5.用作水基钻井液的絮凝剂，能改善钻井液流变性能，减少摩阻等功能。
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