對(duì)于水溶液聚合法制造聚丙烯酰胺的工藝，人們?nèi)匀皇沁x擇新型聚合、造粒、干燥及粉碎技術(shù)與設(shè)備，開(kāi)發(fā)更*的連續(xù)化、自動(dòng)化的聚合工藝，改進(jìn)及提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。有以下幾方面。

      (1)提高產(chǎn)品分子量和溶解性能為提高產(chǎn)品分子量和溶解性能，應(yīng)采用高純單體，這是獲得超高分子量PAM產(chǎn)品的基礎(chǔ)，還要掌握好聚合反應(yīng)規(guī)律，優(yōu)選聚合工藝、聚合引發(fā)體系。再者是適當(dāng)增大單體濃度、減少引發(fā)劑濃度和降低聚合反應(yīng)溫度，使聚合反應(yīng)平穩(wěn)。采取這些綜合措施可以獲得分子量高、溶解性好和殘余單體少的PAM產(chǎn)品。

      長(zhǎng)期的試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐表明，聚丙烯酰胺的分子量和溶解性能是一對(duì)相互矛盾的指標(biāo)。為防止聚合物分子間發(fā)生交聯(lián)而產(chǎn)生難溶物和不溶物，需在配料中加入小分子物質(zhì)如尿素、乙二胺、甲酸以及氨三丙酰胺等鏈轉(zhuǎn)移劑。但是這些添加物或多或少會(huì)造成分子量下降，必須合理調(diào)節(jié)配方搭配，才能制備出分子量高、溶解性能好的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。如采用過(guò)硫酸鹽、二甲氨基丙腈及氨水三元引發(fā)體系引發(fā)AM水溶液均聚，得到的膠體經(jīng)捏合機(jī)捏合加堿、尿素、甲酸鹽、非離子表面活性劑，然后水解、烘干、粉碎，獲得6min內(nèi)可溶、分子量達(dá)800萬(wàn)~1500萬(wàn)粉狀聚丙烯酰胺。該產(chǎn)品既速溶，分子量又較高。

      (2)提高產(chǎn)品的耐溫抗鹽和抗剪切性能在聚合物分子主鏈或側(cè)鏈上引入不同的基團(tuán)可以改善其性能。

AM與離子型含有長(zhǎng)鏈側(cè)基的新型單體(AHPE)共聚物，具有超高分子量，耐高溫、耐水解、耐鹽和耐堿等特性。

      AM與AMPS和耐水解單體的共聚物用作鉆井泥漿處理劑具有強(qiáng)的耐溫和抗鹽能力。

      除上述磺酸基類單體外，引入吡咯烷酮類剛性基團(tuán)、龐大側(cè)基或半剛性的多糖類大分子骨架。引入憎水性長(zhǎng)鏈烷基或兩性離子進(jìn)行締合或微交聯(lián)也可以提高聚合物溶液黏度及耐溫抗鹽性能。

      (3)降低聚丙烯酰胺產(chǎn)品中殘余單體含量46~53高分子聚合物聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺的毒性來(lái)自殘留AM單體。降低聚丙烯酰胺產(chǎn)品中殘余單體含量的主要方法是改善聚合工藝促進(jìn)聚合反應(yīng)提高轉(zhuǎn)化率，或在聚合物中加入各種無(wú)毒添加劑使AM轉(zhuǎn)化為毒性小的衍生物。對(duì)于前者，通常是使用復(fù)合引發(fā)劑，并延長(zhǎng)聚合反應(yīng)的保溫時(shí)間。有人提出對(duì)保溫時(shí)間和保溫溫度的要求是：溫度與時(shí)間的乘積大于或等于2000。對(duì)于后者，通常在聚合物中加入亞硫酸鈉鹽、亞硫酸氫鈉鹽或偏亞硫酸鈉鹽。其毒性低，效果好。加入量為0.01~0.1g/mol AM ,配成1%水溶液加入聚合物的干燥設(shè)備中，使均勻混合，在干燥溫度下去毒作用快、效果好。加入單乙醇胺或二乙醇胺也可以減少殘余單體含量。

      (4)制備用于生態(tài)建設(shè)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)的聚丙烯酰胺產(chǎn)品為適應(yīng)我國(guó)生態(tài)和環(huán)保的需要，要大力*生產(chǎn)一種分子間有一定交聯(lián)度的高分子聚丙烯酰胺產(chǎn)品，使之既可溶于水又具有吸水性、吸肥性、吸土性。這種產(chǎn)品可以用于綠化，包括立交橋綠化、高速公路兩側(cè)的噴播綠化、墻面及摩天大廈和樓頂?shù)木G化，以及用于山地、高原等地形防止水土流失的水土保持等生態(tài)建設(shè)。

      (5)選擇適宜的技術(shù)與設(shè)備，開(kāi)發(fā)更*的連續(xù)化、自動(dòng)化的聚合工藝

      ①選擇適宜的聚合工藝和產(chǎn)品。目前，我國(guó)APAM(HPAM)產(chǎn)量占聚丙烯酰胺總產(chǎn)量的80%左右。隨著我國(guó)對(duì)污水處理力度的加強(qiáng)，污水處理技術(shù)和設(shè)備的改建對(duì)CPAM提出更多和更高的要求。要達(dá)到生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的要求必須采用高純單體和水，使用適宜的復(fù)合引發(fā)劑體系及添加劑，調(diào)整好聚合溫度，使反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行的優(yōu)化的聚合工藝。

      ②優(yōu)選適宜的生產(chǎn)裝置。要制備高質(zhì)量的聚丙烯酰胺,除了優(yōu)選聚合工藝外還需選用合適的設(shè)備，其中包括聚合、造粒、干燥和粉碎設(shè)備。

      在聚合中選用帶式片狀聚合設(shè)備或釜式大塊聚合設(shè)備皆可，其中連續(xù)帶式片狀聚合工藝設(shè)備生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)安全性好。

      造粒過(guò)程所造顆粒的大小直接影響后水解、干燥、粉碎、篩分等工藝過(guò)程。造粒過(guò)程中聚合物因受機(jī)械剪切作用會(huì)發(fā)生劇烈降解，所以一般要先經(jīng)過(guò)粗碎再造粒。選用旋轉(zhuǎn)式切割造粒較之捏合機(jī)造粒與螺桿擠出機(jī)造粒為好。造粒過(guò)程需要向物料上噴灑防粘分散劑。

      干燥設(shè)備選用多級(jí)振動(dòng)流化床干燥裝置，其特點(diǎn)是按PAM的含水量及干燥溫度分段進(jìn)行流化干燥，具有干燥速率快、溫度適宜、能耗低等特點(diǎn)。要處理好聚合物降解和成品結(jié)團(tuán)問(wèn)題。采用穿流式回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是：由于物料在干燥過(guò)程中不斷被抄板升舉、揚(yáng)灑，所以有較強(qiáng)的防粘功能，物料不易結(jié)團(tuán)；熱風(fēng)循環(huán)利用，熱效率高；操作彈性大，既適用于連續(xù)生產(chǎn)，也可進(jìn)行間歇操作。

      粉碎設(shè)備一般采用對(duì)輥式粉碎機(jī)和錘式粉碎機(jī)，具有成粉粒度均勻性好、細(xì)粉少等特點(diǎn)。粉碎后經(jīng)過(guò)篩分得到的粉狀產(chǎn)品可直接按要求包裝。

      在粉碎和篩分過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量細(xì)粉，這些細(xì)粉極易揚(yáng)塵，嚴(yán)重污染環(huán)境并存在帶電粉塵爆炸的安全隱患。另外，在溶解時(shí)，細(xì)粉浮在水面極易結(jié)團(tuán)，難以溶解?？朔姆椒ㄊ羌尤隣P型非離子性表面活性物質(zhì)將PAM細(xì)粉表面進(jìn)行涂層處理，就可以消除或降低細(xì)粉表面的電荷，從而降低揚(yáng)塵現(xiàn)象。