詳細(xì)分析聚丙烯酰胺的聚合原理
發(fā)布時間：2018-11-22 瀏覽
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了解水處理行業(yè)的都知道聚丙烯酰胺的大名，聚丙稀酰胺就是如此神奇，因其良好的絮凝性和助凝性而廣泛應(yīng)用到各個行業(yè)中，用過聚丙烯酰胺的沒有說他不好的，這時候有人問起凡小編，為什么聚丙烯酰胺效果這么好，他的工作原理究竟是什么，或者說聚丙烯酰胺究竟是如何聚合的？
聚丙烯酰胺的聚合機(jī)理，根據(jù)聚合原理當(dāng)烯烴雙鍵的碳原子上帶有推電子取代基（如烷基、烷氧基、二甲氨基）時會使雙鍵的電子云密度增加，易和正離子結(jié)合，生成碳正離子。推電子取代基的存在使碳正離子上電子云密度缺少的情況下有所改善，體系的能量有所降低，碳正離子的穩(wěn)定性有所增加，
不致于其太活潑而進(jìn)行其他副反應(yīng)，因此推電子取代基的烯類有利于陽離子聚合。
一般情況下，具有推電子取代基的單體頁能進(jìn)行自由基聚合。吸電子取代基的存在，使雙鍵上電子云的密度降低，易和含有孤電子的自由基結(jié)合，雙鍵打開形成自由基。因此許多帶有吸電子取代基的烯類單體既能自由基聚合，也能進(jìn)行陰離子聚合。
聚丙烯酰胺鏈增長，在鏈引發(fā)階段形成的單體自由基與單體發(fā)生加成反應(yīng)生成新的自由基，而形成的新自由基具有的活性仍很高，繼續(xù)和其它單體分子結(jié)合，生成具有更多重復(fù)單元的自由基，這個過程就叫做聚丙烯酰胺鏈增長反應(yīng)。
式中KP是鏈增長速度常數(shù)。丙烯酰胺鏈增長反應(yīng)是放熱反應(yīng)，聚合熱約為82.8KJ/MOL.鏈增長活化能較低，約為21~23KJ/MOL。由于
聚丙烯酰胺自由基聚合具有連鎖反應(yīng)的特征，因此，鏈增長反應(yīng)在瞬間（0.01秒到幾秒）就可以結(jié)合上千是上萬個單體，生成聚合物單體。這樣高的反應(yīng)速度是難以控制的，因此在反應(yīng)體系中不存在聚合物遞增的一系列中間產(chǎn)物，幾乎只有單體和聚合物兩部分組成。鏈自由基失去活性形成穩(wěn)定聚合物分子的反應(yīng)為鏈終止反應(yīng)。
具有未成對電子的鏈自由基非常活躍，當(dāng)兩個自由基相遇時，極易反應(yīng)而失去活性，形成穩(wěn)定分子，這個過程就稱為聚丙烯酰胺雙基終止，用KT表示鏈終止速率常數(shù)。鏈雙基終止有偶合終止和歧化終止兩種方式。兩鏈自由基的獨(dú)電子相互結(jié)合共價鍵的終止反應(yīng)稱作偶合終止，偶合終止結(jié)果，大分子的聚合度為鏈自由基重復(fù)單元數(shù)的兩倍。用引發(fā)劑發(fā)并無鏈轉(zhuǎn)移時，大分子兩端均為引發(fā)劑殘基。某鏈自由基奪取另一自由基的氫原子或其他原子的終止反應(yīng)，則稱作歧化終止。歧化終止結(jié)果，
聚丙烯酰胺聚合度與鏈自由基中單元數(shù)相同，每個大分子只有一端為引發(fā)劑殘基，另一端為飽和或不飽和，兩者各半。PAM聚合物的鏈終止兩種方式都有可能。一般是隨聚合溫度的改變而改變。
