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1、常熟理工學院------材料科學與工程專業(yè)聚合物合成工藝課程設計題目：生產(chǎn)聚合聚丙烯酸鈉樹脂的工藝姓名：楊鑫學號：150208112專業(yè)：材料科學與工程專業(yè)班級：08級材料（1）班指導教師左曉兵起止日期2010.12—2011.01目錄一、設計背景1、關于聚丙烯酸鈉樹脂2、聚丙烯酸鈉樹脂的產(chǎn)品性能和用途二、設計思路及擬要解決的問題1、生產(chǎn)方法2、設計思路三、聚丙烯酸鈉樹脂的合成原理1、合成原料以及原料的各種性質(zhì)2、反應方程式四、聚丙烯酸鈉樹脂合成工藝過程介紹1、水溶液聚合方法2、反向懸浮聚合五、生產(chǎn)流程圖六、生產(chǎn)中注意的問題
2、七、聚丙烯酸鈉樹脂工藝前景八、參考文獻懸浮聚合生產(chǎn)聚丙烯酸鈉樹脂的合成工藝一、設計背景1、聚丙烯酸鈉簡介聚丙烯酸鈉，英文名Sodiumpolyacrylate，縮寫PAAS或簡稱PAA-Na，結(jié)構(gòu)式為[－CH2－CH(COONa)]n－。是—種水溶性高分子化合物。商品形態(tài)的聚丙烯酸鈉，相對分子質(zhì)量小到幾百，大到幾千萬，外觀為無色或淡黃色液體、粘稠液體、凝膠、樹脂或固體粉末，易溶于水。因中和程度不同，水溶液的pH一般在6-9。能電離，有或無腐蝕性。易溶于氫氧化鈉水溶液，但在氫氧化鈣、氫氧化鎂等水溶液中隨堿土金屬離子數(shù)量增加，先
3、溶解后沉淀。無毒?！ 》肿邮剑篬C3H3O2Na]n 分子量：一般10↑3-10↑7數(shù)量級水溶性直鏈高分子聚合物。小相對分子質(zhì)量的為液體，大的可為固體。固體的商品為白色粉末或顆粒，無臭無味，遇水膨脹，易溶于苛性鈉水溶液。吸濕性極強。具有親水和疏水基團的高分子化合物。緩慢溶于水形成極粘稠的透明液體，其0.5%溶液的粘度約Pa?s，粘性并非吸水膨潤（如CMC，海藻酸鈉）產(chǎn)生，而是由于分子內(nèi)許多陰離子基團的離子現(xiàn)象使分子鏈增長，表現(xiàn)粘度增大而形成高粘性溶液。其粘度約為CMC、海藻酸鈉的15-20倍。加熱處理、中性鹽類、有機酸類對
4、其粘性影響很小，堿性時則粘性增大。不溶于乙醇、丙酮等有機溶劑。強熱至300度不分解。久存粘度變化極小，不易腐敗。因系電解質(zhì)，易受酸及金屬離子的影響，粘度降低。遇足量二價以上金屬離子（如鋁、鉛、鐵、鈣、鎂、鋅）形成其不溶性鹽，引起分子交聯(lián)而凝膠化沉淀。但是二價金屬離子量少時仍為溶液，因此可作為洗滌助劑，起到防止污垢再沉積的作用。pH=4.0以下時可能產(chǎn)生沉淀。隨著相對分子質(zhì)量增大，聚丙烯酸鈉自無色稀溶液至透明彈性膠體乃至固體。性質(zhì)、用途也隨相對分子質(zhì)量不同而有明顯區(qū)別。相對分子質(zhì)量在1000-10000的，可作為分散劑，應用于
5、水處理（分散劑或阻垢劑）、造紙、紡織印染、陶瓷等工業(yè)領域。用作造紙涂布分散劑時，相對分子質(zhì)量在2000-4000，涂料濃度在65％～70％時，仍可有良好流變性和熟化穩(wěn)定性。分子量在1000-3000之間的，用作水質(zhì)穩(wěn)定劑和黑液濃縮時結(jié)垢控制劑。分子量在10以上的，用作涂料增稠劑和保水劑，可使羧基化丁苯膠乳、丙烯酸酯乳液等合成膠乳黏度增長，避免水分析出，保持涂料體系穩(wěn)定。分子量在10以上的，用作絮凝劑。還可用作高吸水性樹脂，土壤改良劑，以及在食品工業(yè)中作增黏劑、乳化分散劑等。1、聚丙烯酸鈉樹脂的產(chǎn)品性能和用途食品級聚丙烯酸鈉的
6、用途 1、增稠劑。2、作為電解質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用，改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，增強食品的粘彈性，改善組織。3、由于在水中溶解較慢，可預先與砂糖、粉末淀粉糖漿、乳化劑等混合，以提高溶解速度。4、作糖液、鹽水、飲料等的澄清劑（高分子凝聚劑）。水處理劑——分散劑水處理劑——絮凝劑造紙化學品造紙涂料上作為分散劑。最合適的相對分子質(zhì)量是2000-3000。商品形態(tài)一般是30%或42%固含量。粘度小于600mPa.s。外觀無色透明至琥珀色液體。pH在6-9之間。其他領域 水性涂料，其分散作用； 紡織印染助劑，起漿料分散作用； 陶瓷加工助劑，
7、起分散作用； 洗滌劑中作為洗滌助劑，起分散作用或防污垢再沉積作用； 油田上作為堵漏劑； 農(nóng)業(yè)上作為土壤保濕劑； 醫(yī)藥上作為藥物載體； 化肥工業(yè)作為化肥的控釋劑；作為高吸水樹脂應用于尿布等。二、設計思路及擬要解決的問題1、生產(chǎn)方法（一）水溶液聚合方法（二）反向懸浮聚合?（三）反向乳液聚合?（四）微波法（五）輻射聚合?2、設計思路未經(jīng)交聯(lián)的聚丙烯酸鈉是一種水溶性的聚電解質(zhì)類聚合物,通過交聯(lián)可賦予聚丙烯酸鈉高吸水性。聚丙烯酸鈉的羧酸鈉側(cè)基遇水后,電離成羧酸根與Na+,Na+在水中可移動離子,主鏈網(wǎng)絡骨架則均為帶負電的陰離
8、子,不能移動,其間的排斥作用產(chǎn)生網(wǎng)絡擴張的動力。Na+具有一定的活動性,但由于受網(wǎng)絡骨架相反電荷的吸引、束縛,使得Na+存在于網(wǎng)絡中,這樣網(wǎng)絡內(nèi)部Na+濃度大于外部水中Na+濃度,離子網(wǎng)絡內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓力,加上聚電解質(zhì)本身的-COONa基團親水能力很強,水能在很短時間內(nèi)大量進入網(wǎng)絡。由于水
