聚合温度对聚丙烯酰胺相对分子质量的影响

在较低的引发温度下，以往引发剂的活性较低，自由基数量少，链传递往往不能顺利进行，导致聚合不完全，残余单体偏高。在较高的温度下，引发剂引发产生大量的自由基，体系的链转移速率常数Kt的增加远大于链增长速率常数Kp的增加，使相对分子质量降低。要获得高相对分子质量聚合物，理想的引发温度应该尽可能低，可通过采取高活性的低温复合引发体系产生足够量的活性自由基，使链增长能顺利进行。由于丙烯酰胺聚合反应属于强放热反应，1000kg丙烯酰胺聚合约放出4862kJ的热量，即每增加1%浓度的丙烯酰胺，聚合温度升高约3℃。以大庆炼化公司上海聚丙烯酰胺生产装置聚合方法中丙烯酰胺浓度为25%计算，放出的聚合热可使体系温度升高75℃左右。通过图4-1可知，随着温度升高，上海聚丙烯酰胺相对分子质量下降，特别是初始温度高于15℃以后，上海聚丙烯酰胺的相对分子质量会显著下降。研究发现降低聚合初始温度(To)来提高相对分子质量，但初始温度过低反应速度变慢，甚至不能完全反应。检测结果表明相对分子质量虽很高，但其他指标均无法保证。分析认为，初始温度偏低。所使用的引发剂不能正常引发聚合，而反应后段温度过低，后段引发剂没有完全参与反应，导致反应不完全，产品溶解性能较差。因此，要降低聚合初始温度，必须选用活化能较高的引发剂，在保证反应完全的前提下降低反应速度。

    从实验中试图降低聚合初始温度来提高相对分子质量，但从反应曲线看，初始温度过低反应速度变慢，甚至不能完全反应。检测结果表明相对分子质量虽有一定提高，但其他指标均无法保证。分析认为，初始温度偏低，使引发剂不能正常引发聚合，而反应后段温度过低，偶氮类引发剂没有完全参与反应，