CN103059218B - 紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，该方法是通过在反应装置中依次加入去离子水、阴离子聚合物、阳离子单体和丙烯酰胺单体搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，然后再在单体水溶液中增加适当的增溶剂和引发剂搅拌均匀，调整pH值，向反应装置中充入高纯氮排出其中的空气，然后将反应装置密封后放入紫外光反应装置中引发进行聚合反应，生成阳离子聚丙烯酰胺胶体，最后将该胶体提纯洗涤精制，在真空干燥箱中烘干后研磨即得终产物。本方法的优点在于引发聚合时间短，加入助剂种类少，无需控制温度，可简化生产工艺，减少能耗，降低成本，本发明所合成的产品阳离子基团分布集中，阳离子度和分子量高、纯度高、无毒无害。
Description
技术领域
本发明涉及以一种水溶液高分子聚合物的合成方法，具体涉及一种采用紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法。
背景技术
絮凝沉降法是一种简便经济的水处理方法，而絮凝剂的选择是絮凝沉降法的核心。聚丙烯酰胺类絮凝剂(英文为Polyacrylamide，缩写为PAM是一种重要的有机絮凝剂，它被广泛的应用于污水处理过程和污泥脱水的预处理过程中。按离子特性可将聚丙烯酰胺分为阳离子聚丙烯酰胺，英文为Cationic polyacrylamide，缩写为CPAM、阴离子聚丙烯酰胺，英文为Anionic polyacrylamide，缩写为APAM、非离子聚丙烯酰胺,英文为Nonionic polyacrylamide，缩写为NPAM、两性型聚丙烯酰胺。阳离子聚丙烯酰胺是其高端产品。阳离子聚丙烯酰胺是一种分子链上带有正电荷活性基团的线性高分子聚合物，它可通过电中和、吸附架桥等作用使水中胶体颗粒脱稳、絮凝而达到污水处理和污泥脱水的目的。开发适用范围广、处理效果佳的阳离子聚丙烯酰胺及经济节能的合成工艺具有广阔的发展前景。
现有的制备阳离子聚丙烯酰胺的方法为：聚丙烯酰胺的阳离子改性法或共聚合法。聚丙烯酰胺阳离子改性法主要是通过羟甲基反应或曼尼奇反应实现，这种方法制备的阳离子聚丙烯酰胺具有产品存储时间短，阳离子度低且阳离子度不易控制的缺点。共聚合法是将丙烯酰胺单体与阳离子单体在一定条件下引发共聚合获得阳离子聚丙烯酰胺。传统的共聚合法主要是通过化学引发体系引发聚合反应。如公开号为101724132A的专利“具有微嵌段结构的阳离子聚丙烯酰胺及采用模板共聚合法的合成方法”是通过使用氧化还原体系的引发剂，控制在5℃~80℃恒温条件下发生聚合反应。这种方法的不足是需要对温度进行恒温控制，温度过低则反应时间变长，温度过高又影响聚合反应的散热，且耗能；再如公开号为CN1814638A的专利“阳离子聚丙烯酰胺的制备方法”是将丙烯酰胺单体和带有双键的季铵盐加水形成水溶液体系，在10℃~40℃的条件下加螯合剂和引发剂聚合2~3小时，反应后得到的胶块经造粒、烘干、粉碎得到阳离子聚丙烯酰胺。这种方法的不足是合成的产品其阳离子在分子链上无规则分布，电荷分散，应用中不能很好地体现其阳离子性作用。并且也需要进行温度控制，聚合反应时间长。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是：提供一种可以缩短聚合反应的时间，提高聚合反应的效率，且可获得阳离子基团分布相对集中、分子量和阳离子度均较高的阳离子聚丙烯酰胺的合成方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水、阴离子聚合物、阳离子单体和丙烯酰胺单体搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，其中去离子水作为溶剂，阴离子聚合物作为模板，计阳离子单体和丙烯酰胺单体为总单体；反应体系中总单体质量分数为20%~50%，阳离子单体占总单体质量的5%~80%，丙烯酰胺单体占总单体质量的20%~95%，阴离子聚合物与阳离子单体的摩尔比为2:1~1:10；
第二步，在上述单体水溶液中，加入占总单体质量0.05%~2%的尿素作为增溶剂，再加入无机酸和无机碱将单体水溶液的pH值调节为2.5~7；
向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，再向单体水溶液中加入占总单体质量0.05%~1%的引发剂，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；空气中的杂质和氧气，尤其是氧气会阻碍聚合反应，因此为了更好地是实现聚合反应，加快聚合反应速度，向反应装置中充入高纯氮将反应装置中的空气完成排除；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，在紫外光照射下进行引发聚合，10min~100min后取出，静置熟化1小时以上，制得胶状阳离子聚丙烯酰胺；
第四步，将第三步得到的胶状阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，搅拌完全溶解于去离子水，调节使pH<2，再多次加无水乙醇提纯、洗涤精制，在真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
进一步地，所述第三步紫外光反应装置中的紫外光是由100W~800W的高压汞灯产生，其光强范围是0.1~3 mW/cm2，产生的紫外光主波长为365nm。（100W的高压汞灯光强约为0.1 mW/cm2，800W的高压汞灯光强约为3 mW/cm2）。该波段的紫外光具有较强的穿透能力，可穿透反应装置对其中的混合液进行引发聚合，且能够提高聚合反应速率，缩短聚合反应时间，该紫外光反应装置具有操作简便、节能环保、实用安全等优点。
所述第一步中的阴离子聚合物采用水溶液的方式加入到单体水溶液中，且所述阴离子聚合物水溶液的浓度为1mol~2.5mol/L（以单体计）。采用溶液方式将作为模板的阴离子聚合物加入单体溶液中得到的最终产物相比采用固体直接加入得到的最终产物分子量更高。
所述第一步中的阴离子聚合物是分子量为3000-50000的聚丙烯酸钠或聚甲基丙烯酸钠。3000-50000的聚丙烯酸钠为水溶性的直链阴离子聚合物，它作为模版有助于引导聚合反应合成线性结构较好且阳离子度集中的阳离子聚丙烯酰胺。在pH<2的条件下，聚丙烯酸钠可溶于乙醇，有助于将其从阳离子聚丙烯酰胺中分离，提纯产品。并且聚丙烯酸钠无毒，价格低廉，容易获得。
所述第一步中的阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DMC、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC或二甲基二烯丙基氯化铵DMDAAC中的一种。甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，英文名为 Methacryloxyethyltrimethyl Ammonium Chloride，简称DMC；丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC，英文名为Acryloxyethyl Trimethyl Ammonium Chloride简称DAC；二甲基二烯丙基氯化铵，英文名为Dimethyl Diallyl Ammonium Chloride，简称DMDAAC。这三种单体均为常用市售的阳离子单体，容易获得，且都可以均聚或共聚。
更进一步地，所述第二步中的引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐V-50或偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐VA-044。V-50与VA-044均为典型成熟的水溶性偶氮引发剂，这两种引发剂的分解反应均为一级反应，无诱导分解，在较低的浓度和温度下就可引发聚合，用量少，引发效率高，反应平稳，残留量少，有利于提高产品的纯度和分子量；且这两种引发剂比较稳定，便于储存。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1. 本发明采用紫外光引发聚合和模板共聚合法相结合的方法合成阳离子聚丙烯酰胺，
通过该方法合成的阳离子聚丙烯酰胺阳离子度高，且阳离子电荷分布集中，易控制；另外
阳离子聚丙烯酰胺经过去除模板，提纯后，产品的纯度和分子量都较高，分子量在106数量级；同时合成的阳离子聚丙烯酰胺产品具有较长的储存时间。
2. 本发明提供的合成方法由于不需要对温度进行控制，在室温下就可以聚合反应，因
此避免了由于温度过高或过低对聚合反应的影响，不但简单节能，而且制备过程容易控制。
3. 本发明提供的合成方法由于采用了紫外光照射引发聚合和水溶性偶氮引发剂，因此聚合反应时间更短，效率更高。
4. 本发明提供的合成方法所选用的原材料均为市售材料，价格低廉，选取方便，可直接购买，因此，生产成本低。
5. 本发明提供的方法由于添加剂种类少，有助于提高产品的纯度，同时也简化了生产工艺，降低了能耗，减少了生产成本。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步地详细说明。
以下实施例中采用HCl作为无机酸， NaOH作为无机碱调节pH值，具体实施时也可采用现有技术中其他不影响聚合反应的无机酸和无机碱调节pH值。
本发明中的模板聚合就是在反应体系中加入一种大分子，即作为模板，这种大分子通过氢键、范德华力、静电引力或者共价键与聚合单体或者中间链相互作用,改变聚合反应速率、产物分子量、分子量分布及产物的空间立构, 或者在共聚反应中改变单体的竞聚率或产物的序列分布。模板共聚合就是反应体系中模板存在的情况下两种或多种单体聚合反应。
实施例1：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水27.07ml，分子量为3000的聚丙烯酸钠（PAAS）溶液0.93ml（聚丙烯酸钠溶液浓度为1mol/L，该溶液浓度是以丙烯酸钠单体计，聚丙烯酸钠物质的量为9.29×10-4mol，该物质的量以丙烯酸钠单体计），丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）1.8g（丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵物质的量为9.29×10-3mol，即PAAS:DAC =1:10，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵占总单体质量15%），丙烯酰胺单体10.2g（丙烯酰胺单体占总单体质量85%）搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，该反应体系中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体，该总单体的质量分数为30%。
第二步，在上述单体水溶液中，加入0.2g的尿素作为增溶剂（尿素的质量占总单体质量的1.67%），使用NaOH和HCl调节单体水溶液的pH值为2.5，向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，加入0.0078g偶氮二异丁脒盐酸盐V-50作为引发剂（偶氮二异丁脒盐酸盐V-50的用量为单体总质量的0.065%），搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，该紫外光反应装置中的紫外光是由500W高压汞灯产生的，其主波长为365nm，光强为2 mW/cm2，在该紫外光照射下进行引发聚合45min后取出，静置熟化1小时，制得阳离子聚丙烯酰胺，该阳离子聚丙烯酰胺为白色半透明胶状；
第四步，将第三步得到的阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，可采用剪刀剪碎形成块状的颗粒，也可采用剪碎机造粒，取其中的20g搅拌溶解于200ml去离子水，然后使用HCl调节溶液pH<2，加无水乙醇提纯、洗涤三次精制，真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
采用胶体滴定法检测，测得最终得到的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为8.56×106，阳离子度为14.98%。
实施例2：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水13.93ml，分子量为5000的聚丙烯酸钠（PAAS）溶液6.07ml（聚丙烯酸钠溶液浓度为2.5mol/L，该溶液浓度以丙烯酸钠单体计，聚丙烯酸钠物质的量为1.52×10-2mol，该物质的量以丙烯酸钠单体计），甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）16g（甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵物质的量为7.59×10-2mol，即PAAS ：DMC =1:5，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵占总单体质量80%），丙烯酰胺单体4g（丙烯酰胺单体占总单体质量20%）搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，该反应体系中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体，该总单体的质量分数为50%。
第二步，在上述单体水溶液中，加入0.4g的尿素作为增溶剂（尿素的质量占总单体质量的2%），使用NaOH和HCl调节单体水溶液的pH值为6，向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，加入0.02g偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐VA-044作为引发剂（偶氮二异丁脒盐酸盐V-50的用量为单体总质量的0.1%），搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，该紫外光反应装置中的紫外光是由800W高压汞灯产生的，其主波长为365nm，光强为3 mW/cm2，在该紫外光照射下进行引发聚合10min后取出，静置熟化1小时，制得阳离子聚丙烯酰胺，该阳离子聚丙烯酰胺为白色半透明胶状；
第四步，将第三步得到的阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，可采用剪刀剪碎形成块状的颗粒，也可采用剪碎机造粒，取其中的20g搅拌溶解于200ml去离子水，然后使用HCl调节溶液pH<2，加无水乙醇提纯、洗涤三次精制，真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
采用胶体滴定法检测，测得最终得到的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为3.63×106，阳离子度为79.82%。
实施例3：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水19.87ml，分子量为5000的聚甲基丙烯酸钠（PMAA）溶液4.13ml（聚甲基丙烯酸钠溶液浓度为2mol/L，该溶液浓度以甲基丙烯酸钠单体计，聚甲基丙烯酸钠物质的量为8.26×10-3mol，该物质的量以甲基丙烯酸钠单体计），丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）0.8g（丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵物质的量为4.13×10-3mol，即PMAA ：DAC =2:1，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵占总单体质量5%），丙烯酰胺单体15.2g（丙烯酰胺单体占总单体质量95%）搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，该反应体系中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体，该总单体的质量分数为40%。
第二步，在上述单体水溶液中，加入0.008g的尿素作为增溶剂（尿素的质量占总单体质量的0.05%），使用NaOH和HCl调节单体水溶液的pH值为7，向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，加入0.16g引发剂偶氮二异丁脒盐酸盐V-50作为引发剂（偶氮二异丁脒盐酸盐V-50的用量为单体总质量的1%），搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，该紫外光反应装置中的紫外光是由100W高压汞灯产生的，其主波长为365nm，光强为0.1 mW/cm2，在该紫外光照射下进行引发聚合100min后取出，静置熟化1小时，制得阳离子聚丙烯酰胺，该阳离子聚丙烯酰胺为白色半透明胶状；
第四步，将第三步得到的阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，可采用剪刀剪碎形成块状的颗粒，也可采用剪碎机造粒，取其中的20g搅拌溶解于200ml去离子水，然后使用HCl调节溶液pH<2，加无水乙醇提纯、洗涤三次精制，真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
采用胶体滴定法检测，测得最终得到的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为3.16×106，阳离子度为4.99%。
实施例4：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水13.15ml，分子量为50000的聚丙烯酸钠（PAAS）溶液14.85ml（聚丙烯酸钠溶液浓度为2.0mol/L，该溶液浓度以丙烯酸钠单体计，聚丙烯酸钠溶液物质的量为2.97 ×10-2，该物质的量以丙烯酸钠单体计），二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）4.8g（二甲基二烯丙基氯化铵物质的量为2.97 ×10-2mol，即PAAS ：DMDAAC =1:1，二甲基二烯丙基氯化铵占总单体质量40%），丙烯酰胺单体7.2g（丙烯酰胺单体占总单体质量60%）搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，该反应体系中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体，该总单体的质量分数为30%。
第二步，在上述单体水溶液中，加入0.0096g的尿素作为增溶剂（尿素的质量占总单体质量的0.08%），使用NaOH和HCl调节单体水溶液的pH值为4.5，向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，加入0.006g偶氮二异丁脒盐酸盐V-50作为引发剂（偶氮二异丁脒盐酸盐V-50的用量为单体总质量的0.05%），搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，该紫外光反应装置中的紫外光是由500W高压汞灯产生的，其主波长为365nm，光强为2 mW/cm2，在该紫外光照射下进行引发聚合45min后取出，静置熟化1小时，制得阳离子聚丙烯酰胺，该阳离子聚丙烯酰胺为白色半透明胶状；
第四步，将第三步得到的阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，可采用剪刀剪碎形成块状的颗粒，也可采用剪碎机造粒，取其中的20g搅拌溶解于200ml去离子水，然后使用HCl调节溶液pH<2，加无水乙醇提纯、洗涤三次精制，真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
采用胶体滴定法检测，测得最终得到的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为2.27×106，阳离子度为39.91%。
实施例5：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水20.60ml，分子量为5000的聚丙烯酸钠（PAAS）水溶液11.40ml（聚丙烯酸钠溶液浓度为1.0mol/L，该溶液浓度以丙烯酸钠单体计，聚丙烯酸钠物质的量为1.14 ×10-2，该物质的量以丙烯酸钠单体计），甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）2.4g（甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵物质的量为1.14×10-2mol，即PAAS ：DMC =1:1，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵占总单体质量30%），丙烯酰胺单体5.6g（丙烯酰胺单体占总单体质量70%）搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，该反应体系中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体，该总单体的质量分数为20%。
第二步，在上述单体水溶液中，加入0.0096g的尿素作为增溶剂（尿素的质量占总单体质量的0.12%），使用NaOH和HCl调节单体水溶液的pH值为5，向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，加入0.064g偶氮二异丁脒盐酸盐V-50作为引发剂（偶氮二异丁脒盐酸盐V-50的用量为单体总质量的0.8%），搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，该紫外光反应装置中的紫外光是由500W高压汞灯产生的，其主波长为365nm，光强为2 mW/cm2，在该紫外光照射下进行引发聚合60min后取出，静置熟化1小时，制得阳离子聚丙烯酰胺，该阳离子聚丙烯酰胺为白色半透明胶状；
第四步，将第三步得到的阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，可采用剪刀剪碎形成块状的颗粒，也可采用剪碎机造粒，取其中的20g搅拌溶解于200ml去离子水，然后使用HCl调节溶液pH<2，加无水乙醇提纯、洗涤三次精制，真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
采用胶体滴定法检测，测得最终得到的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为2.24×106，阳离子度为29.96%。
实施例6：紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水18.70ml，分子量为5000的聚甲基丙烯酸钠（PMAA）溶液9.30ml（聚甲基丙烯酸钠溶液浓度为2mol/L，该溶液浓度以甲基丙烯酸钠单体计，聚甲基丙烯酸钠溶液物质的量为1.86×10-2mol，该物质的量以甲基丙烯酸钠单体计），丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）3.6g（丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵物质的量为1.86×10-2mol，即PMAA ：DAC =1:1，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵占总单体质量30%），丙烯酰胺单体8.4g（丙烯酰胺单体占总单体质量70%）搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，该反应体系中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵单体和丙烯酰胺单体为总单体，该总单体的质量分数为30%。
第二步，在上述单体水溶液中，加入0.12g的尿素作为增溶剂（尿素的质量占总单体质量的1%），使用NaOH和HCl调节单体水溶液的pH值为7，向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，加入0.0078g偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐VA-044作为引发剂（偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐VA-044的用量为单体总质量的0.065%），搅拌均匀，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，该紫外光反应装置中的紫外光是由500W高压汞灯产生的，其主波长为365nm，光强为2 mW/cm2，在该紫外光照射下进行引发聚合45min后取出，静置熟化1小时，制得阳离子聚丙烯酰胺，该阳离子聚丙烯酰胺为白色半透明胶状；
第四步，将第三步得到的阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，可采用剪刀剪碎形成块状的颗粒，也可采用剪碎机造粒，取其中的20g搅拌溶解于200ml去离子水，然后使用HCl调节溶液pH<2，加无水乙醇提纯、洗涤三次精制，真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
采用胶体滴定法检测，测得最终得到的阳离子聚丙烯酰胺的分子量为5.42×106，阳离子度为29.99%。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (2)
1. 紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，其特征在于：具体步骤如下：
第一步，在反应装置中依次加入去离子水、阴离子聚合物、阳离子单体和丙烯酰胺单体搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，其中去离子水作为溶剂，阴离子聚合物作为模板，计阳离子单体和丙烯酰胺单体为总单体；反应体系中总单体质量分数为20%~50%，阳离子单体占总单体质量的5%~80%，丙烯酰胺单体占总单体质量的20%~95%，阴离子聚合物与阳离子单体的摩尔比为2:1~1:10；
所述阳离子单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵DAC或二甲基二烯丙基氯化铵DMDAAC；
所述阴离子聚合物是分子量为3000~50000的聚丙烯酸钠或聚甲基丙烯酸钠；
所述阴离子聚合物采用水溶液的方式加入到单体水溶液中，且所述阴离子聚合物水溶液的浓度为1mol~2.5mol/L；
第二步，在上述单体水溶液中，加入占总单体质量0.05%~2%的尿素作为增溶剂，再加入无机酸和无机碱将单体水溶液的pH值调节为2.5~7；
向反应装置充入高纯氮排除反应装置中的空气，再向单体水溶液中加入占总单体质量0.05%~1%的引发剂，然后继续向反应装置充入高纯氮，将反应装置中的空气完全排除后，将反应装置密封；
所述引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐V-50或偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐VA-044；
第三步，在室内温度环境下，将第二步中密封后的反应装置放入紫外光反应装置中，在紫外光照射下进行引发聚合，10min~100min后取出，静置熟化1小时以上，制得胶状阳离子聚丙烯酰胺；
第四步，将第三步得到的胶状阳离子聚丙烯酰胺制成颗粒状，搅拌完全溶解于去离子水，调节使pH<2，再多次加无水乙醇提纯、洗涤精制，在真空干燥箱中烘干后研磨，即得阳离子聚丙烯酰胺粉末。
2. 根据权利要求1所述的紫外光引发模板共聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，其特征在于：所述第三步紫外光反应装置中的紫外光是由100W~800W的高压汞灯产生，其光强范围是0.1~3 mW/cm2，产生的紫外光主波长为365nm。
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