年产300吨高功能基含量碱性树脂的制备工艺设计(8)
(3) 聚乙烯胺在废纸脱墨脱色中的应用
废纸在回收利用过程中会产生大量的废水, 其中含有的半纤文素、木质素、无机盐、细小纤文及油墨、染料等污染物。废水的悬浮物含量、色度、浊度、负电荷量等指标均较高, 直接排放会带来水体污染和生态环境的严重破坏。因此必须对这类废水进行处理。聚乙烯胺中的氨基可以阳离子的形式存在, 可以吸附在各种天然或合成的阴离子表面, 在废水处理方面有广泛的应用。聚乙烯胺作为絮凝剂具有投药量少、产品污泥量少、易于固液分离的优点以及良好的脱色去浊性能而在废纸脱墨脱色中得到应用[6]。
(4) 在生物医学领域的应用
低聚糖类表面活性剂不仅可以替代许多现存的合成类表面活性剂, 而且具有可生物降解性, 在生物医学领域有着许多独特的应用。Yongxing Qin 等人将葡萄糖单元与中长链烃基接枝到聚乙烯胺侧链上形成梳状高分子表面活性剂。结果表明, 这种表面活性剂在空气/ 水界面与固液界面都显示出明显的表面活性, 更为重要的是可以通过调节葡萄糖单元与烃基单元的比例来灵活地调节它的各种性能, 如亲水亲油平衡[7]。
1.5 反应机理
1.5.1腈的水解原理
聚丙烯腈在硫酸的作用下水解反应生成聚丙烯酰胺
式中R= （以下相同）[1]。
使用70~90%浓硫酸，在常温下反应20个小时
1.5.2催化谁合法反应原理
丙烯腈和水在兰尼铜作用下，于130℃，3~4公斤/厘米2压力时，进行水和反应，得丙烯酰胺。
单体丙烯酰胺水溶液，以过硫酸铵为引发剂，在60~65℃下引发，聚合得到聚丙烯酰胺（PAM）[8]。
1.5.3聚丙烯酰胺Hofmann降级反应
反应方程式
聚丙烯酰胺Hofmann降级反应之辈聚乙烯胺的机理分为以下三个阶段[9-11]。
① 酰胺基的N-氯化（N-氯代酰胺化）：
②氢脱离和N-氯代阴离子的重排：
③聚合物中的氨基甲酸基在酸性条件下转化为胺基：
2 生产方法
2.1聚丙烯酰胺的生产
通过聚丙烯腈微球在酸性或碱性条件下水解产生聚丙烯酰胺，控制反应温度与时间来提高聚丙烯酰胺的生成，减少过度反应后生成聚丙烯酸
2.2聚乙烯胺的生产
通过hofmann还原反应方法，将聚丙烯酰胺与NaClO溶液与NaOH溶液发生氯代反应，生成氯胺化物，控制反应温度保持-5℃，反应两小时。后向氯代液中加入配置好丙冷却至-15~-20℃的NaOH溶液中，反应10小时。过滤后固体微球与HCl反应并调节pH=2左右，静置半小时，后过滤干燥可得聚乙烯胺盐酸盐。
2.3设备概述
反应釜、换热器、高位槽、过滤机、计量槽、贮槽、去离子水设备等，反应釜除可通冷水外，还带有蛇管以便快速降温带走反应热，此外本设计内反应都为常压下反应，反应釜无需密封。
2.4 工艺流程及检测
2.4.1 各工艺流程示意图
(1) 聚丙烯酰胺的制备
(2) 聚乙烯胺的制备
重排反应中，综合考虑环境和成本n（NaOH）/n（PAM）=20为宜。另外考察了NaOH质量分数为50%、40%、30%、20%、10%和5%对胺化度的影响，由下表2.1可见，NaOH质量分数降至10%以下，产物的胺化度明显较低。因此，采用w（NaOH）=40%的水溶液进行重排反应较好[12]。
表2.1重排反应中NaOH含量与胺化度的关系
2.4.2 技术指标
如表2.2所示
表2.2 硅丙乳液的技术指标
外观 胺化度/% 颗粒粒径/mm
黄色微球 65~80 0.05~0.2
2.5.3 性能检测
主要仪器：低温（恒温）搅拌反应浴：郑州长城科贸有限公司；红外光谱仪（IR）spectrum100:Perkin Elmer；Bruker-400核磁共振仪：Bruker；Element Analyzer3000：Euro Vector S.P.A.；DDS-12A电导率仪：上海今迈仪器仪表有限公司；TG209：Netzsch；
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