聚丙烯酰胺,英文名称polyacrylamide(简称pam),是由丙烯酰胺单体均聚或与其他单体共聚而成的水溶性高分子化合物。工业生产中,聚丙烯酰胺主要由丙烯腈与水在骨架铜催化剂作用下反应生成丙烯酰胺,再经聚合得到,其基本反应式为催化水合CH2=CHCN+H2O→CH2=CHCONH2,以及聚合nCH2=CHCONH2→(CH2CHCONH2)n。
水溶液聚合法是工业生产中采用的主要方法,单体溶液须经离子交换提纯,反应介质水应为去离子水。引发剂多采用过硫酸盐与亚硫酸盐组成的氧化-还原引发剂体系,以降低反应引发温度,此外需加链转移剂如异丙醇,必要时加入螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA)以消除金属离子影响。由于丙烯酰胺聚合反应热高达82.8 kJ/mol,导热问题成为生产中的关键问题之一。生产低相对分子质量产品时可在釜式反应器中间歇操作或多釜串联连续生产,夹套冷却保持反应温度为20~25℃,转化率达95%~99%。生产高相对分子质量产品时,由于产品为冻胶状不能进行搅拌,工业上采用将反应物料装入聚乙烯袋中于水槽冷却反应的方式,配制与加料必须在氮气保护下进行,因空气中的氧有明显的阻聚作用。为了降低残余单体量,可采用由氧化-还原引发剂与水溶性偶氮引发剂组成的复合引发体系,水溶性偶氮引发剂包括4,4’-偶氮双-4-氰基戊酸、2,2’-偶氮双-4-甲基丁腈硫酸钠及2,2’-偶氮双-2-脒基戊烷二盐酸盐等[1]。