摘要： 概述了分散聚合法合成陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）的聚合機(jī)理、工藝研究、反應(yīng)動力學(xué)研究進(jìn)展及其應(yīng)用情況。

聚丙烯酰胺（Polyacrylamine，PAM）是丙烯酰胺（AM）均聚物及共聚物的統(tǒng)稱，是造紙工業(yè)中廣泛應(yīng)用的高分子水溶性化合物。陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）主要用作造紙廢水絮凝劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑、助留和助濾劑、施膠劑和分散劑等。合成PAM常用的方法有水溶液聚合法、反相乳液聚合法和反相懸浮聚合法等，這些方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品有很多缺點(diǎn)，如溶解速度慢，干燥費(fèi)用高，產(chǎn)品黏度大，有些方法聚合工藝復(fù)雜，使用的有機(jī)溶劑會對環(huán)境造成污染，成本較高等。英國ICI公司在20世紀(jì)70年代提出了分散聚合法，到20世紀(jì)90年代，人們開始將這種方法用于PAM的合成。與其他聚合方法相比，分散聚合法生產(chǎn)工藝簡單，能合理地解決散熱問題，可適用于多種單體，制備出不同粒徑的單分散性聚合物微球，環(huán)保無毒；產(chǎn)品流動性及穩(wěn)定性好，溶解速度快（分散聚合的優(yōu)越性）。雖然我國CPAM的產(chǎn)量很大，但其品種單一，除經(jīng)曼尼希反應(yīng)制備的CPAM外，能工業(yè)化并具有工業(yè)潛力的水溶性CPAM絮凝劑幾乎沒有。目前，用分散聚合法合成的CPAM存在的問題是單體濃度低，穩(wěn)定性差，相對分子質(zhì)量低。

1、聚合機(jī)理研究

分散聚合法是指聚合所用的單體和引發(fā)劑都溶于反應(yīng)介質(zhì)、而生成的聚合物不溶于反應(yīng)介質(zhì)，它們在分散穩(wěn)定劑的作用下，以微細(xì)粒子的形式懸浮在反應(yīng)體系中，形成類似于聚合物乳液的分散體系。早期，人們在研究分散聚合時(shí)提出的分散聚合機(jī)理一般可分為兩種： 齊聚物沉淀機(jī)理和接枝共聚機(jī)理。

齊聚物沉淀機(jī)理認(rèn)為： 反應(yīng)前，單體、分散劑、引發(fā)劑等溶解在分散介質(zhì)中，形成均相體系，引發(fā)劑形成的自由基引發(fā)單體聚合，生成溶于介質(zhì)的齊聚物。當(dāng)齊聚物分子鏈長度達(dá)到臨界鏈長時(shí)從分散介質(zhì)中沉淀出來，吸附體系中的分散劑到其表面，形成穩(wěn)定的核。生成的粒子核從連續(xù)相中吸收單體、引發(fā)劑，并捕獲齊聚物活性鏈和自由基繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)粒子的增長，之后聚合物粒子逐漸長大，直到單體耗盡（見圖1所示）。

接枝共聚機(jī)理認(rèn)為： 聚合的全過程分為引發(fā)→奪氫→接枝→成核→粒徑增加5個(gè)階段。引發(fā)劑奪取分散劑分子鏈上的活性氫，形成鏈自由基，單體在這些自由基上進(jìn)行接枝反應(yīng)，生成聚合物鏈。聚合物鏈不溶于介質(zhì)，發(fā)生微觀相分離，然后聚結(jié)到一起成核，而穩(wěn)定劑鏈則伸向介質(zhì)，其位阻效應(yīng)使顆粒穩(wěn)定地懸浮于介質(zhì)中。顆粒不斷地從介質(zhì)中吸收單體及齊聚物活性鏈并進(jìn)行聚合反應(yīng)，使顆粒不斷長大，當(dāng)體系中不再出現(xiàn)過量的接枝物時(shí)，成核結(jié)束，之后粒子增長直到反應(yīng)結(jié)束（見圖2所示）。

齊聚物沉淀機(jī)理和接技共聚機(jī)理在分散聚合中都有可能存在。如Tseng Lu等人在研究苯乙烯在乙醇介質(zhì)中分散聚合時(shí)發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯的成核機(jī)理為齊聚物沉淀成核機(jī)理。而Shen等人在對甲基丙烯酸甲酯在甲醇中分散聚合的研究中卻發(fā)現(xiàn)齊聚物沉淀成核機(jī)理和接枝共聚機(jī)理是同時(shí)存在的。曹同玉等人用沉淀法和漫反射紅外光譜法也證明了齊聚物沉淀機(jī)理和接枝共聚機(jī)理同時(shí)存在，但以后者為主。

近年來，一些學(xué)者又提出了一些新的觀點(diǎn)。如Chen等人用光學(xué)顯微鏡研究丙烯酰胺（AM）和丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）在無機(jī)鹽溶液中分散聚合時(shí)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)開始一段時(shí)間后，連續(xù)相中生成的聚合物凝結(jié)沉降，形成聚合物相，在恒速攪拌下，聚合物相被切割成許多水滴狀的小區(qū)域，這些小區(qū)域受到攪拌剪切力時(shí)變形（如果停止攪拌，將變成不規(guī)則的塊狀物）。同時(shí)，反應(yīng)體系的黏度開始增加。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，會有越來越多的這種小區(qū)域形成，體系的黏度也越來越大，當(dāng)黏度達(dá)到較大值時(shí)，小區(qū)域的數(shù)量也達(dá)到了較大。然后，在小區(qū)域中開始出現(xiàn)分散的趨勢，并越來越明顯，體系的黏度也在這時(shí)開始降低，小粒子開始形成，即出現(xiàn)分散相。剛形成的小粒子黏性大很容易聚并，它們不斷地吸附體系中的穩(wěn)定劑，6h后，分散顆粒完全形成，這時(shí)，體系的黏度幾乎達(dá)到了較低。分散顆粒靠捕獲低聚物自由基和單體等不斷長大，直至單體消耗殆盡。整個(gè)成核過程分為開始聚合→小區(qū)域形成→小區(qū)域分散成粒子→黏性粒子→穩(wěn)定粒子 5 個(gè)階段。Ye等人認(rèn)為，在無機(jī)鹽溶液中AM和DMC共聚的成核階段有小粒子凝聚成較大而穩(wěn)定粒子的過程（見圖3所示）。

Song等人也認(rèn)為，在AM和AOTAC共聚的成核階段中，小粒子的凝結(jié)起到重要作用。Araujo等人基于均相聚集成核機(jī)理提出了數(shù)學(xué)模型，預(yù)測聚合時(shí)的轉(zhuǎn)化率、粒子數(shù)和多分散系數(shù)（PSD），并指出成核對PSD產(chǎn)生的影響較大。Cao等人提出了一個(gè)整合模型以預(yù)測穩(wěn)定粒子的較小臨界尺寸、粒子數(shù)和成核期，他們根據(jù)體系總粒子數(shù)的變化和機(jī)理把分散聚合分為4個(gè)階段： 預(yù)聚期、成核期、粒子穩(wěn)定期和粒子增長期。Yasuda等人建立了一個(gè)簡單的機(jī)理模型用于模擬粒子增長期，以聚合反應(yīng) 2 h 的各項(xiàng)數(shù)據(jù)作為起始值，通過模擬計(jì)算得到的聚合反應(yīng)理論轉(zhuǎn)化率-時(shí)間曲線和粒徑與實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)能很好地吻合。

2、工藝研究

分散聚合受很多因素的影響，如反應(yīng)介質(zhì)、單體、分散劑、引發(fā)劑等都會影響產(chǎn)品的性能，另外，反應(yīng)時(shí)間、加料方式、溫度等也會對產(chǎn)品有較大的影響。

2. 1 醇水體系

2.1.1 醇水比例的影響

采用醇水體系合成CPAM時(shí)，增加乙醇含量，單體的轉(zhuǎn)化率先升高后降低，聚合物的特性黏度逐漸降低。當(dāng)乙醇的比例較低時(shí)，反應(yīng)類似于在水溶液中進(jìn)行，生成的聚合物易溶于水，反應(yīng)體系黏度較大，反應(yīng)速率較慢，且反應(yīng)不完全，產(chǎn)品的分離提純也很困難。增加乙醇含量，轉(zhuǎn)化率升高，但乙醇具有阻聚作用，當(dāng)其含量進(jìn)一步提高時(shí)，阻聚作用變得明顯，聚合速度變慢，轉(zhuǎn)化率也會降低。當(dāng)乙醇的體積分?jǐn)?shù)低于50%時(shí)，產(chǎn)品的穩(wěn)定性較差，存放一段時(shí)間后，聚合物會從介質(zhì)中沉淀出來。這是因?yàn)樗荘AM的良溶劑，在水含量較多的介質(zhì)中，PAM聚合物的分子鏈在溶液中存在的空間較大，且彼此空間的重疊區(qū)域較多，造成了分子鏈在運(yùn)動中相互接觸交聯(lián)的幾率增加，易聚并沉淀。當(dāng)乙醇的體積分?jǐn)?shù)高于50%時(shí)，形成的乳液穩(wěn)定性也較差。這是因?yàn)橐掖际欠稚┑姆橇夹匀軇?，在乙醇含量較大的介質(zhì)中，穩(wěn)定劑的分子鏈?zhǔn)湛s趨勢較強(qiáng)，使穩(wěn)定劑的穩(wěn)定效應(yīng)大大減小。當(dāng)分散體系中醇與水體積比為1∶1時(shí)，聚合產(chǎn)物能形成穩(wěn)定的乳液。

2.1.2 分散劑的影響

采用醇水體系分散聚合時(shí)常使用的分散劑有聚乙烯基甲醚（PVME）、羥丙基纖維素（HPC）、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）等。通常認(rèn)為在分散聚合過程中分散劑濃度越高，形成的核越小，比表面積越大，吸附到粒子內(nèi)聚合的單體的量也就越大，因而得到的聚合物相對分子質(zhì)量越大、粒徑越小。當(dāng)分散劑選擇PVP時(shí)，制得的產(chǎn)物表觀黏度較低，不透明，穩(wěn)定性好。

2.2 鹽水體系

2.2.1 鹽的影響

鹽對水溶性單體在水介質(zhì)中的分散聚合至關(guān)重要，尤其是對離子型單體。在水溶液中加入鹽后，溶液中的同離子既可屏蔽聚合物間的靜電斥力，又可以滿足兩相電中性要求，平衡兩相間的滲透壓，使離子型聚合相分離時(shí)產(chǎn)生的熵?fù)p失變小，有利于離子型聚合物在水溶液中的分相。鹽還對非離子部分有顯著的影響，這是因?yàn)槿芤褐械碾x子會改變水的結(jié)構(gòu)，影響有機(jī)物在水介質(zhì)中的溶解，從而影響聚合物在水介質(zhì)中的沉淀效果。

不同種類的鹽對分散體的影響差別較大，一是溶解度不同，二是沉析能力不同。在制備水溶性聚合物水基分散體時(shí)，要求鹽有較強(qiáng)的沉析能力和較高的溶解度，因此，常選用硫酸或磷酸的鈉、鎂、鉀或銨鹽，如(NH₄)₂SO₄、Na₂SO₄、K₂HPO₄、MgSO₄等。鹽的濃度對聚合物穩(wěn)定性有很大影響，鹽濃度低時(shí)，鹽析作用弱，從反應(yīng)介質(zhì)中析出低聚物的臨界鏈長變長，成核期變長，形成大小不均的粒子，不利于分散穩(wěn)定劑鏈擴(kuò)張，分散穩(wěn)定效率較低。鹽濃度較高時(shí)，分散穩(wěn)定劑鏈擴(kuò)張不開，分散穩(wěn)定效率也因此降低，初級粒子嚴(yán)重聚并，得到邊緣不光滑的粒子，平均粒徑也較大。無機(jī)鹽在水中的濃度一般為15%-30%，其較佳用量還需根據(jù)單體濃度作適當(dāng)調(diào)整，有時(shí)為得到特定濃度、特定粒徑的穩(wěn)定產(chǎn)品，還需將幾種無機(jī)鹽按一定比例復(fù)合，以得到符合要求的產(chǎn)品。

2.2.2 單體濃度的影響

初始單體濃度會改變齊聚物鏈在分散介質(zhì)中的溶解度，從而改變齊聚物的臨界鏈長，影響成核速率，改變分散介質(zhì)對分散劑的溶解能力，影響分散介質(zhì)的黏度及分散劑對聚合物粒子的穩(wěn)定效果，改變分散劑接枝共聚物支鏈長度及溶解性。初始單體濃度決定了初期形成的粒子數(shù)，單體濃度高，生成的粒子數(shù)多，單體在粒子中聚合所占的比例大，有利于生成高相對分子質(zhì)量的聚合物。但當(dāng)單體濃度過高時(shí)，體系黏度大，低聚物自由基之間并聚，聚合產(chǎn)物成凝膠狀。而單體濃度較低時(shí)，僅能得到溶液聚合產(chǎn)品。所以，只有濃度合適才可以制備出穩(wěn)定性較好、粒徑分布均勻的分散體產(chǎn)品。操作中，單體濃度一般控制在10%-15%左右。

2.2.3 分散劑的影響

分散聚合法制備聚合物微球的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是分散劑的選擇。有效的分散劑通過物理吸附等作用覆蓋在聚合物粒子表面，阻礙聚合物顆粒發(fā)生絮凝和聚結(jié)，并保證最終產(chǎn)物穩(wěn)定地分散在介質(zhì)中。分散劑主要是靠空間位阻效應(yīng)、錨結(jié)作用和靜電排斥作用使分散聚合體系穩(wěn)定。根據(jù)分散劑分子結(jié)構(gòu)的不同，可將其分為均聚型分散劑、共聚型分散劑、大單體型分散劑。常用的均聚型分散劑包括聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）、羥丙基纖維素（HPC）、聚丙烯酸（PAA）、聚乙二醇（PEG）和糊精等；共聚型分散劑又可分為接枝共聚型分散劑、嵌段共聚型分散劑和混合型分散劑； 大單體型分散劑通常是雙鍵的活性端基封端的聚氧化乙烯（PEO）、PEG和聚酯等。大單體既可預(yù)先與其他小分子單體反應(yīng)形成兩親接枝共聚物，通過物理吸附使聚合物穩(wěn)定，也可以作為穩(wěn)定劑的前體直接與單體聚合，通過化學(xué)鍵形成錨結(jié)作用而穩(wěn)定生成的粒子。由于大單體結(jié)構(gòu)明確，種類繁多，與各種小分子單體共聚可以得到數(shù)量巨大的接枝共聚物，且接枝效率較高。同時(shí)，接枝共聚物的組成可以通過調(diào)節(jié)大單體和小分子單體的配比進(jìn)行控制，有利于進(jìn)行高分子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，目前己成為研究熱點(diǎn)。

分散劑的相對分子質(zhì)量對膠粒粒徑有很大影響，平均粒徑隨分散劑相對分子質(zhì)量的提高而變小。短鏈的分散劑對聚合物表面覆蓋率低，不能有效地削弱搭橋效應(yīng)，生成的粒子穩(wěn)定性差，而長鏈的分散劑能更好地穩(wěn)定生成的粒子，防止過多地聚集。所以在相同濃度下，相對分子質(zhì)量大的分散劑制得的膠粒平均粒徑小，穩(wěn)定性高。但是，分散劑相對分子質(zhì)量過高，過小的粒子也會出現(xiàn)結(jié)塊凝膠現(xiàn)象。通常認(rèn)為，分散聚合體系中分散劑的濃度越高，形成的核就越小，比表面積越大，吸附單體到粒子內(nèi)進(jìn)行聚合的比例也就越大，因而得到的聚合產(chǎn)物相對分子質(zhì)量越高，粒徑越小。而王玉峰等研究認(rèn)為，隨著分散劑用量的增加，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量先增加后降低，平均粒徑逐漸減小。這是由于分散劑用量大，體系黏度高，不利于單體擴(kuò)散到聚合物粒子中，這樣AM在連續(xù)相中聚合所占的比例大，形成更多的低聚物；另一方面，聚合物粒子中單體濃度低，不利于聚合，產(chǎn)物相對分子質(zhì)量降低。分散劑的用量也會影響分散粒子的穩(wěn)定性，分散劑濃度的影響主要取決于成核階段，它決定了成核期連續(xù)相黏度大小和粒子的穩(wěn)定性。分散劑用量過少時(shí)，分散劑分子在粒子表面覆蓋不足，粒子的分散穩(wěn)定性較差，隨著用量的增加，一方面連續(xù)相黏度增加，粒子間聚并阻力增加，另一方面分散劑的接枝共聚物濃度提高，從而提高了錨式吸附速率。一般來講，分散劑相對分子質(zhì)量（用特性黏度表示）控制在118-310mL/g較好，適宜濃度為1.0%-3.5%。

2.2.4 引發(fā)劑的影響

引發(fā)劑的種類和濃度決定了自由基的生成速率和濃度，進(jìn)而影響介質(zhì)的黏度，改變成核期的長短，引發(fā)劑的活性太大或太小，均得不到理想穩(wěn)定的分散聚合體系。常用的引發(fā)劑有過硫酸鹽類，如過硫酸銨（APS）、過硫酸鉀（KPS）；氧化/還原類；過氧化物類，如過氧化苯甲酰（BPO）；偶氮類，如偶氮二異丁腈（AIBN）、2，2'-偶氮（ 2-脒基丙烷）鹽酸鹽（V50）等。氧化/還原類引發(fā)劑活化能低，能在低溫下引發(fā)制得PAM的水包水乳液，能耗小。水溶性偶氮類引發(fā)劑適合生產(chǎn)較高相對分子質(zhì)量的產(chǎn)品，產(chǎn)品粒徑分布均勻，分解反應(yīng)平滑、穩(wěn)定、可控，但反應(yīng)所需溫度較高，能耗較大，這是因?yàn)樗苄耘嫉愐l(fā)劑只產(chǎn)生一種自由基，副反應(yīng)少，無誘導(dǎo)分解。過氧化物類引發(fā)劑常用作烯類單體（ 氯乙烯、丙烯腈等）聚合反應(yīng)及光化學(xué)反應(yīng)的引發(fā)，受熱或摩擦?xí)r會自發(fā)爆炸，接觸易燃物會引起火災(zāi)。

引發(fā)劑活性越大，自由基產(chǎn)生的越快，初期成核速率就越快，但由于吸附分散劑的速率低，粒子間聚并增多，顆粒增長期間二次成核的可能性也提高，致使粒徑分布加寬。若自由基產(chǎn)生過慢，產(chǎn)生的核少，成核期延長，也會使粒徑分布變寬。引發(fā)劑濃度低時(shí)，聚合不能充分進(jìn)行，聚合物的特性黏度低，單體轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)初始階段的鏈引發(fā)很難進(jìn)行，甚至?xí)l(fā)生籠蔽效應(yīng)。引發(fā)劑濃度過高，分散聚合反應(yīng)速度過快，成核粒子多，反應(yīng)放出大量的熱，同時(shí)，聚合速度加快會提高不穩(wěn)定低聚物自由基及無活性聚合物的生成速率，吸附分散劑的量不能及時(shí)覆蓋新生成的表面，造成粒子間相互聚并，得到的分散液穩(wěn)定性很差。不同用量的引發(fā)劑，會影響單體的轉(zhuǎn)化率，并且會影響到聚合物的相對分子質(zhì)量、交聯(lián)作用及溶解性，一般加入量為單體用量的0.01%-0.04% 。

除了水溶性和油溶性引發(fā)劑外，分散聚合中還會用一些較為特殊的引發(fā)劑。Yildzi曾將一種PEO大單體引發(fā)劑用在乙醇/水中進(jìn)行苯乙烯（St）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）的分散聚合中。由于它本身帶有偶氮基團(tuán)，所以可進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)。

3、反應(yīng)動力學(xué)研究

近年來，人們對分散聚合動力學(xué)的研究也一直沒有間斷，雖然反應(yīng)體系比較復(fù)雜，受很多因素共同影響，但聚合速率變化仍具有較明顯的規(guī)律性： 初期速率迅速增加，中期速率基本恒定，后期速率逐漸減小。分散聚合反應(yīng)速率較沉淀聚合和溶液聚合快，Zhang等人指出，分散聚合速率較快，沉淀聚合次之，溶液聚合速率較慢，并指出是以下幾個(gè)原因造成的： ①富集效應(yīng)；②隔離效應(yīng)；③體積效應(yīng)；④凝膠效應(yīng)。

Ho等人研究了引發(fā)劑濃度、溶劑極性、溫度對St在乙醇中分散聚合速率的影響。他指出，低轉(zhuǎn)化率時(shí)聚合速率隨引發(fā)劑濃度增加而增加，高轉(zhuǎn)化率時(shí)聚合速率與引發(fā)劑濃度無關(guān)；聚合速率隨溶劑極性的增加而增加；體系中存在兩個(gè)動力學(xué)階段： 低轉(zhuǎn)化率時(shí)反應(yīng)在溶液相進(jìn)行，高轉(zhuǎn)化率時(shí)反應(yīng)主要發(fā)生在聚合物顆粒相。Capek 等人研究PEO-MA大分子單體（作為穩(wěn)定劑）和St的分散共聚時(shí)發(fā)現(xiàn)，在很低的轉(zhuǎn)化率時(shí)就出現(xiàn)了較大的聚合速率，聚合引發(fā)速率和聚合物顆粒數(shù)隨PEO-MA的濃度增加而大大增加，而相對分于質(zhì)量則隨PEO-MA大分子單體濃度的增加而減小。Liu等人研究了St和少量的PEOR-MA-40（ω-methoxy poly（ethylene oxide）40 undeclα-methacrylate）在乙醇/水介質(zhì)中分散聚合的動力學(xué)。指出在St的轉(zhuǎn)化率達(dá)18%時(shí)反應(yīng)速率達(dá)較大值，并將這一速率一直保持到55%的轉(zhuǎn)化率。聚合反應(yīng)的引發(fā)速率遵循如下規(guī)律： R1=k[PEO-RMA-40]00[styrene]0.92 0 [AIBN]0.92 0,式中，k為比例系數(shù)。得出了反應(yīng)階段與速率恒定階段的活化能分別為122.3和66.7kJ/mol。Cho等人在研究AM均聚時(shí)發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率-時(shí)間曲線呈典型的S形，反應(yīng)誘導(dǎo)期短，在加入引發(fā)劑后，聚合速率迅速達(dá)到較大值，且持續(xù)到轉(zhuǎn)化率達(dá)到60%-70% 。汪威等人用紫外光引發(fā)AM聚合時(shí)發(fā)現(xiàn)，光照一旦開始，聚合反應(yīng)速率即達(dá)到較大值，隨后慢慢降低，轉(zhuǎn)化率迅速上升，沒有誘導(dǎo)期的出現(xiàn)，40min后轉(zhuǎn)化率即接近90%。Ni等人研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)初期，聚合反應(yīng)速率較低，曲線較平坦，當(dāng)轉(zhuǎn)化率超過30%后，曲線變陡，反應(yīng)速率急劇增加，當(dāng)轉(zhuǎn)化率達(dá)90%以上時(shí)，曲線又突然變得非常平坦，反應(yīng)速率驟然趨近于零。王曉春等人研究了水質(zhì)對PAM分散聚合動力學(xué)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3+、Cu2+有較大的鏈轉(zhuǎn)移常數(shù)，起阻聚作用，增加其濃度，反應(yīng)誘導(dǎo)期變長，濃度較大時(shí)會嚴(yán)重影響反應(yīng)的正常進(jìn)行；水中H+濃度增加，會導(dǎo)致生成的聚合物發(fā)生分子內(nèi)和分子間亞胺化反應(yīng)，有凝膠現(xiàn)象出現(xiàn)，產(chǎn)品不穩(wěn)定。

4、PAM的應(yīng)用

CPAM應(yīng)用廣泛，是工業(yè)生產(chǎn)中大量使用的聚合物。在石油工業(yè)中，由于 CPAM 帶有許多正電荷，與帶負(fù)電的黏土礦物有很強(qiáng)的作用力，可用作黏土穩(wěn)定劑，防止井壁坍塌和巖屑分散； 還可用作油田污水凈化浮選劑，以除去回注水中的懸浮物和油。在造紙工業(yè)中，CPAM主要有4個(gè)方面的應(yīng)用： 一是作為處理造紙廢水的絮凝劑，它與傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑相比，具有劑量小、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、生成的泥渣少、后處理容易等優(yōu)點(diǎn)；二是提高纖維、填料、顏料等的留著率，減少原料的損失，減輕對環(huán)境的污染；三是提高紙的抗張強(qiáng)度和多孔性，改善印刷性能；四是提高紙漿的強(qiáng)度性能。另外，CPAM 還可用作泥漿處理劑、防水垢劑、酸化液添加劑以及封堵液等。

5、展望

近年來，聚丙烯酰胺（PAM）的分散聚合發(fā)展迅速，在國內(nèi)已經(jīng)有了一定的成效，并已進(jìn)行了小規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)，但產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量還相對偏低，粒徑分布無法很好地控制，聚合濃度還有待于進(jìn)一步提高，分散液的穩(wěn)定性低、黏度高等問題還沒有很好地解決，聚合時(shí)的成核和穩(wěn)定機(jī)理、動力學(xué)方面還未形成完整的理論，還沒有成熟的數(shù)學(xué)模型。對于陽離子單體來說，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）的價(jià)格較高，大量生產(chǎn)時(shí)成本很難降下來，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DAC）和二甲基二烯丙基氯化銨（DADMAC）價(jià)格相對較便宜，但制備的產(chǎn)品不如DMC效果好。使用聚乙二醇（PEG）系列分散劑，高相對分子質(zhì)量分散劑容易暴聚，低相對分子質(zhì)量分散劑制得的陽離子聚丙烯酰胺相對分子質(zhì)量較低，應(yīng)用效果不能滿足要求。因此，尋找更為廉價(jià)的陽離子單體，制備穩(wěn)定性更好的分散穩(wěn)定劑，生產(chǎn)出成本更低、效果更好、使用更方便的CPAM是今后研究中要解決的問題。