阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的合成因素

　　众多周知，阳离子聚丙烯酰胺广泛应用于污水处理，絮凝沉淀，效果显著。那么有哪些呢?今天为大家普及絮凝剂的合成方法及影响因素。

　　合成阳离子聚丙烯酰胺的方法主要有水溶液聚合法、反相乳液聚合法、水分散聚合等。丙烯酰胺与阳离子单体都属于极性单体，水属于极性溶剂，依据相似相容原理，单体易溶于反应体系，且水溶液聚合具有安全性高、工艺设备简单、成本较低等优点。采用氧化还原引发体系，通过丙烯酰胺与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)水溶液共聚合方法制备阳离子聚丙烯酰胺，聚合单体浓度、引发剂用量、反应体系温度、pH值及反映之间等因素在合成阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的过程中影响很大。

　　聚合单体浓度对阳离子聚丙烯酰胺聚合反应的影响

　　聚合产物的相对分子量随着单体浓度增加先升高后减小，当单体浓度较低时，单体之间接触和碰撞的几率较小，不利于分子链的增长，聚合反应慢，反应时间长;随着单体浓度的提高，反应速度加快，产生的自由基有利于分子链的增长，相对分子质量增大;但单体浓度过高时，反应体系升温过快，不利于热量散发，导致聚合物相对分子质量降低，且容易发生交联现象。另外，阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度随着单体浓度增加而增加，这是由于随着温度的升高，单体之间的竞聚率趋近，活性单体的浓度增加，相互碰撞的几率增大。

　　聚合单体浓度对阳离子聚丙烯酰胺聚合反应的影响

　　聚合产物的相对分子量随着单体浓度增加先升高后减小，当单体浓度较低时，单体之间接触和碰撞的几率较小，不利于分子链的增长，聚合反应慢，反应时间长;随着单体浓度的提高，反应速度加快，产生的自由基有利于分子链的增长，相对分子质量增大;但单体浓度过高时，反应体系升温过快，不利于热量散发，导致聚合物相对分子质量降低，且容易发生交联现象。另外，阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度随着单体浓度增加而增加，这是由于随着温度的升高，单体之间的竞聚率趋近，活性单体的浓度增加，相互碰撞的几率增大。

　　引发剂用量对阳离子聚丙烯酰胺聚合反应的影响

　　引发剂用量对聚合反应的影响比较大，随着引发剂用量的增大，合成的阳离子聚丙烯酰胺CPAM的相对分子质量先增大后逐渐降低。引发剂浓度的平方根与链长是成反比的，而平均聚合度与链长成正比关系。引发剂用量少，有利于形成相对分子质量大的阳离子聚丙烯酰胺，但是引发剂用量过少，产生的自由基就很少，用来引发单体聚合的自由基就很少，单体就不能充分聚合，反应速度太慢，影响反应的效率，在一定的时间内得不到相对分子质量高的聚合物。若引发剂用量太多，在极短的时间内产生过多的自由基，自由基相互碰撞而发生终止反应的速率将大大增大，同样得不到高分子量的聚合物产物。

　　聚合反应温度对阳离子聚丙烯酰胺聚合反应的影响

　　随着反应温度的升高，产物阳离子聚丙烯酰胺CPAM的分子量先升高后逐渐降低。在自由基聚合反应中，反应温度对聚合产物的相对分子质量影响很大。随着温度的升高可以提高自由基的活性，加快反应速度。但反应温度过高时，体系链转移速率常数的增大速率远大于链增长速率常数，使得相对分子质量降低。另外也可以看出，阳离子度随着温度的升高不断的增大，这是由于温度的升高，增强了单体之间的竞聚率，促进聚合反应的发生。

　　反应体系pH对阳离子聚丙烯酰胺聚合反应的影响

　　反应体系pH是影响聚合反应的另一个重要因素。在pH值较低时，有利于阳离子的离解，单体之间碰撞几率较大，有利于生成相对分子质量高的聚合产物，随着pH值的升高，单体的离解度下降，不利于形成高分子质量的聚合物。另外，pH值较低时，有利于阳离子单体的离解，单体之间碰撞几率大，阳离子度大;pH值较高时阳离子单体的离解度下降，单体碰撞几率降低，阳离子度下降。

　　反应时间对阳离子聚丙烯酰胺转化率的影晌

　　随着反应时间的延长，聚合体系的温度逐渐升高，阳离子聚丙烯酰胺的转化率也逐渐升高。但是随着体系达到高温度后，聚合物的转化率在一定程度趋于平缓，反应的放热和聚合体系的热损失达到平衡，反应4h转化率和反应3h的持平。

　　由此可知，在阳离子聚丙烯酰胺的聚合过程中严格控制聚合单体浓度、引发剂用量、反应pH值、反应温度和反应时间，可制得相对分子量较高、溶解性较好的阳离子聚丙烯酰胺。