卡波姆性質(zhì)、用途與生產(chǎn)工藝
聚丙烯酸，簡(jiǎn)稱PAA，別名2-丙烯酸均聚物、丙烯酸類樹(shù)脂涂料、丙烯酸樹(shù)脂、丙烯酸單體聚合物、丙烯酸改性樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂乳液，是一種水溶性的丙烯酸的聚合物，也溶于某些極性溶劑，如甲醇、二烷和乙二醇等。電離常數(shù)4.75。由于分子中含有大量羧基，故可與堿、醇、胺發(fā)生反應(yīng)，還可進(jìn)行脫水、降解和絡(luò)合反應(yīng)?？勺髟龀韯⒎稚?、絮凝劑、膠粘劑和成膜劑等，廣泛用于涂料、塑料、 造紙、紡織、橡膠、食品、醫(yī)藥、化妝品及水處理等工業(yè)中。
低分子量的聚丙烯酸是無(wú)色透明的固體。它的20%～30%水溶液是淡 黃色或無(wú)色粘稠狀液體。分子量500～5000， pH值為2～4。其離解 常數(shù)大致在5×10-5左右，和醋酸的離解常數(shù)相近(1.8×10-5)，比碳酸的第一離解常數(shù)要大得多。因此，聚丙烯酸是一個(gè)比碳酸強(qiáng)的弱酸。它一般對(duì)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑都是穩(wěn)定的，但在高溫或長(zhǎng)期光照下，低分子量的聚丙烯酸仍會(huì)再聚，使 其分子量繼續(xù)增加，粘度也隨之增大，最后成為膠凍狀態(tài)的固體從水溶液中析出。它是一種螯合劑又是晶格歪曲劑，能與水中的金 屬離子如鈣、鎂等形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。又有著良好的分散性能，可分散水中結(jié)晶狀化合物、泥土、粉塵、腐蝕性物質(zhì)和生物碎屑等 無(wú)定型顆粒。
以丙烯酸為單體在引發(fā)劑存在下進(jìn)行聚合而得。
丙烯酸的制法
a.氰乙醇法 以氯乙醇為原料，與氰化鈉瓜得氰乙醇。氰乙醇在硫酸存在的情況下于175℃水解得丙烯酸。
圖1為氰乙醇法合成聚丙烯酸
b.丙烯腈水解法 以丙烯腈為原料在硫酸存在下水解生成丙烯酰胺的硫酸鹽，再水解得到丙烯酸。
圖2為丙烯腈水解法合成聚丙烯酸
c.雷佩法 與改良雷佩法 將乙炔溶于四氫呋喃中，計(jì)量后加入反應(yīng)釜。在溴化鎳和溴化銅組成的催化劑存在下通一氧化碳和水，在200～225℃下，7.8～9.8 MPa反應(yīng)。
圖3為雷佩法合成聚丙烯酸
d.丙烯醛氧化法 將丙烯，空氣，水按1:10:6 （V）的比例進(jìn)行混合，然后通入第一沸騰床，在鋁、釩、磷、鐵、鋁、鎳、鉀的催化下于370～390℃停留5.5s，線速度0.6m/s。然后進(jìn)入第二沸騰床，在鋁－釩＝鎢催化下，停留2.25s，反應(yīng)溫度控制在270～300℃。丙烯酸的空時(shí)收率為55～60 kg/m·h，這種方法安全，污染輕，成本低，是國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的主要方法。
圖4為丙烯醛氧化法合成聚丙烯酸
聚丙烯酸的制備 將去離子水加入聚合釜中，加熱60～100℃，開(kāi)始滴加過(guò)硫酸銨和丙烯酸的混合溶液（用去離子水配置）。滴畢后，繼續(xù)保溫?cái)嚢?～4h。即得產(chǎn)品。將530kg去離子水加入聚合釜中，加入41kg平平加OS-15攪拌溶解。再加入4kg十二烷基硫酸鈉，攪拌溶解后在20min內(nèi)加入68kg混合單體（丙烯酸丁酯，丙烯腈）。攪拌15mi后加入1.5%的過(guò)硫酸銨水溶液30kg，30min內(nèi)加完。繼續(xù)攪拌15min后緩慢升溫至70℃，開(kāi)始滴加混合單體（272kg），大約1h滴完。加完后在80℃保溫?cái)嚢?h。
反應(yīng)完畢后降溫至40℃左右，加入70kg平平加OS-15，攪拌15min后過(guò)濾，除去雜質(zhì)得產(chǎn)品
e.采用溶液聚合方法，以丙烯酸為原料，經(jīng)水稀釋后，在引發(fā)劑作用下聚合而成。丙烯酸聚合既快又放熱，為實(shí)現(xiàn)對(duì)聚合過(guò)程的控制，用于循環(huán)水處理的聚丙烯酸制取中，通常把丙烯酸配成40%以下的水溶液進(jìn)行聚合，聚合溫度通?？刂圃?0～150℃。常用引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨和亞硫酸鈉，在聚合過(guò)程中還常
加少量的 （ ＜5%）巰基琥珀酸、異丙醇等做緩聚劑，對(duì)苯二酚或鄰苯二酚用作阻聚劑。將一定化學(xué)計(jì)量的去離子水加入到裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計(jì)的反應(yīng)器中，開(kāi)動(dòng)攪拌并將反應(yīng)溫度升至80℃左右、將計(jì)量的巰基乙酸或異丙醇加入到反應(yīng)器中與水混溶。將化學(xué)計(jì)量的過(guò)硫酸銨用計(jì)量的水配成稀溶液，置于聚合反應(yīng)器上的滴液漏斗中，將計(jì)量的丙烯酸 （AA）單體與一定量水混合，置于聚合反應(yīng)器上的另一滴液漏斗中。當(dāng)反應(yīng)器中的水溫達(dá)到反應(yīng)所需要的溫度后，開(kāi)始滴加丙烯酸單體水溶液和引發(fā)劑過(guò)硫酸銨水溶液，控制滴加速度使反應(yīng)溫度在85～90℃之間，聚合反應(yīng)3～5H。反應(yīng)完成后，將聚合液冷卻至室溫，取樣分析各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，符合要求后分裝。
聚丙烯酸是一類常用的工業(yè)循環(huán)冷卻水的阻垢劑, 聚丙烯酸通過(guò)配位螯合作用吸附于微溶的無(wú)機(jī)鹽的微晶粒上,或者將數(shù)個(gè)微晶粒連成彼此有相當(dāng)距離的疏松微粒團(tuán), 阻礙微粒相互接觸而長(zhǎng)大, 使之長(zhǎng)時(shí)間的分散在水中。聚丙烯酸的阻垢性能與分子量密切相關(guān), 分子量為2000～6000或3000～5000的聚丙烯酸對(duì)碳酸鈣和磷酸鈣垢具有良好的阻垢作用。
1.在工業(yè)水處理中用作阻垢分散劑。配伍性良好。亦可作飲水前處理。在制備氧化鋁中用以分離赤泥。在氯堿廠用以精制鹽水多用于化妝品的制造，做軟膏可促進(jìn)灰黃霉的吸收，又可用于藥物控制釋放。用于配制皮革及某些高檔商品的涂飾劑，制取丙烯酸樹(shù)脂漆類等用于固定鉻鹽、助鞣、降低鉻污染等用于改進(jìn)聚氯乙烯的加工性能用作緩蝕防垢劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑、淬火劑、增稠劑等用作皮革涂飾填充劑、紡織漿料和水質(zhì)穩(wěn)定劑用于制造丙烯酸樹(shù)脂漆類可用作皮革涂飾劑中的成膜劑和粘合劑，也用于制聚丙烯酸樹(shù)脂乳膠漆等廣泛用于面革，服裝革，手套革等輕革的裝飾，能增強(qiáng)革的耐彎曲性，延伸性，耐光，耐老化性，耐寒，耐熱性，是配合顏料膏修飾粒面革的主要修飾成膜劑。
2.可用作優(yōu)良的懸浮劑、乳化劑、高級(jí)化妝品的透明基質(zhì)及藥品輔料基質(zhì),也是最有效的水溶性增稠劑,也用于牙膏,作增稠劑和黏結(jié)劑,可與其他聚合物配伍使用.
3.是一種常用的分散劑，能將碳酸鈣、硫酸鈣等鹽類的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，從而達(dá)到阻垢目的。除用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作阻垢分散劑外，還廣泛應(yīng)用于造紙和紡織、印染、陶瓷、涂料等行業(yè)。
4.應(yīng)用于化工、化肥、印染、發(fā)電等的水處理。
[1]王大全 主編.精細(xì)化工辭典.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1998.第348頁(yè).
[2]吳世敏,印德麟 主編.簡(jiǎn)明精細(xì)化工大辭典.沈陽(yáng)：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社.1999.第922頁(yè).
用途
用于電廠、鋼鐵廠、化工廠、化肥廠、煉油廠和空調(diào)系統(tǒng)等循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的防止結(jié)垢。
卡波姆
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