聚丙烯酸的合成以及用途的介绍
2015-09-12 15:36阅读：
聚丙烯酸是水处理剂中聚羧酸阻垢分散剂中重要的一员，它是如何合成的以及用途是什么呢？下面小编就依照东涛化工的聚丙烯酸PAA产品来给大家做一个详细的介绍：
PAA聚丙烯酸
英文名： Polyacrylic
Acid
【CAS】
9003-01-4
结构式
一、产品性能
PAA无毒，易溶于水，可在碱性和中等浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAA能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，从而达到阻垢目的；PAA是一种常用的分散剂，除用于循环冷却水系统作阻垢分散剂使用外，还广泛应用于造纸和纺织、印染、陶瓷、涂料等行业。
二、质量指标 符合GB
/T10533—2000
项
目
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指
标
|
外 观
|
无色或淡黄色透明液体
|
固体含量 ％ ≥
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30.0
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40.0
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50.0
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游离单体（以CH2=CH-COOH计）
% ≤
|
0.50
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0.5
|
0.5
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密度（20℃）g/cm3
≥
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1.09
|
1.15
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1.20
|
PH（1％水溶液）
≤
|
3.0
|
3.0
|
3.0
|
极限粘数（30℃）dl/g
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0.06-0.10
|
0.06-0.10
|
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三、应用范围与使用方法
PAA常与其他水处理剂组成配方使用，用作电厂、化工厂、化肥厂、炼油厂和空调系统等循环冷却水系统中的阻垢分散剂。PAA具体配方及用量根据现场水质及设备材质情况由试验而定。PAA单独使用，一般使用浓度为1～15mg/L。
四、包装与储存
PAA用塑料桶包装，每桶25kg。贮于室内阴凉处，贮存期为十二个月。
五、安全防护
PAA对眼和皮肤有刺激作用，但无急性毒性。
聚丙烯酸的合成
一.实验目的
1.掌握低分子量聚丙烯酸的合成
2.掌握自由基聚合原理、基本的溶液聚合方法。
二.实验原理
聚丙烯酸是水质稳定剂的主要原料之一。高分子量的聚丙烯酸 (相对分子质量在几万或几十万以上)
多用于皮革工业、造纸工业等方面。作为阻垢用的聚丙烯酸，分子量都在一万以下，聚丙烯酸分子量的大小对阻垢效果有极大影响，从各项试验表明，低分子量的聚丙烯酸阻垢作用显著，而高分子量的聚丙烯酸丧失阻垢作用。
本实验用控制引发剂用量和应用调聚剂异丙醇，合成低分子量的聚丙烯酸。
聚合方法
丙烯酸单体极易聚合，可以通过本体、溶液、乳液和悬浮等聚合方法得到聚丙烯酸。符合一般的自由基聚合反应规律。本实验中采用溶液聚合。
反应原理
本实验采用无机过氧类引发剂：过硫酸铵。
（1）引发剂过硫酸铵分解，形成初级自由基：
（2）初级自由基与单体加成，形成单体自由基：
引发剂分解是吸热反应，活化能高，初级自由基与单体结合成单体自由基这一步是放热反应，自由基活性高，有相互作用而终止的倾向。终止反应有偶合终止和岐化终止两种方式。链终止的方式与单体种类和聚合条件有关。中间可能会发生链转移。
反应影响因素
在本实验中，我们的目的是得到低分子量的聚丙烯酸。而控制聚合度和聚合速率，则需要对引发剂浓度和聚合温度两因素综合考虑。
链转移（可能向引发剂转移，使引发剂的效率降低）的结果，很有可能产生阻聚作用，使分子量较低。提高温度一般可以使链转移常数增加。凝胶效应将使分子量增加。
三、实验仪器和试剂
四口瓶，回流冷凝管，电动搅拌器，恒温水浴，温度计，滴液漏斗丙烯酸，过硫酸铵，异丙醇
四、实验步骤
1.
在装有搅拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和温度计的250mL四颈瓶中，加入 100mL蒸馏水和1 g
过硫酸铵。待过硫酸铵溶解后，加入5g丙烯酸单体和8 g异丙醇。开动搅拌器，加热使反应瓶内温度达到 65~70℃。
2. 将40g丙烯酸单体和2
g过硫酸铵在40
mL水中溶解，由滴液漏斗渐渐滴入瓶内，由于聚合过程中放热，瓶内温度有所升高，反应液逐渐回流。滴完丙烯酸和过硫酸铵溶液约0.5 h。
3.
在94℃继续回流1h，反应即可完成。聚丙烯酸相对分子量约在500~4000之间。
聚丙烯酸的用途
PAA(S)常与其他水处理剂组成配方使用，用作电厂、化工厂、化肥厂、炼油厂和空调系统等循环冷却水系统中的阻垢分散剂。具体配方及用量根据现场水质及设备材质情况由试验而定。单独使用，一般使用浓度为1～15mg/L。
本品除具有阻垢性能外，还能对泥土、腐蚀产物等无定性物具有分散作用，是一种分散剂。单独用量在2-15mg/L。
本品常与缓蚀剂复配复合水稳剂使用。且具有增效作用。
本品还具有吸水作用
聚丙烯酸除了用做分散剂外，还有没有别的用途？
聚丙烯酸（PAA）
物化性质：
无色或淡黄色液体。能与金属离子、钙、镁等形成稳定的化合物，对水中碳酸钙和氧化钙有优良的分解作用。用于水处理的本品分子量一般在2000-5000，可与水互溶、溶于乙醇、异丙醇等。呈弱酸性，Pka为4.75。在300℃以下易分解。腐蚀失重试验表明,在40℃下,1M盐酸腐蚀介质中,当所合成的相对分子质量为2.98×106的聚丙烯酸浓度为3125
mg/L时,其对Q235钢的缓蚀效果相对最好,为66.75%。同样在1M盐酸腐蚀介质中,当聚丙烯酸浓度3125
mg/L时,随着温度的升高,聚丙烯酸对Q235钢的缓蚀效率降低,并且当温度为70℃和80℃时,表现为加速了Q235钢的腐蚀。对于中性自来水体系而言,所合成的相对分子质量为3.19×105聚丙烯酸对Q235钢几乎没有缓蚀作用。
碳酸钙沉积法实验表明,温度为80℃时,当相对分子质量为3.19×105的聚丙烯酸浓度达到80
mg/L时,阻垢效率为96.7%;温度为60℃时,当其浓度达到40
mg/L时,阻垢效率为99.3%。并且阻垢效率随着聚丙烯酸浓度的增大而随之增大。
动电位极化曲线测试表明,聚丙烯酸对腐蚀阳极反应有一定的抑制作用,属于以阳极抑制为主的吸附型缓蚀剂。电化学阻抗实验结果表明,添加了聚丙烯酸的体系与空白体系的电化学阻抗谱的特征相似,都是一个简单的容抗弧,说明聚丙烯酸并没有改变阳极反应历程。
应用范围：
本品除具有阻垢性能外。还能对泥土、腐蚀产物等无定性物具有分散作用，是一种分散剂。单独用量在2-15mg/1。
本品常与缓蚀剂复配复合水稳剂使用。且具有增效作用。
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