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陰離子聚合（陰離子聚合）

次瀏覽 | 更新時(shí)間：2023-05-19

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陰離子聚合

陰離子聚合，是離子聚合的一種，在該類反應(yīng)中，烯類單體的取代基具有吸電子性，使雙鍵帶有一定的正電性，具有親電性。

基本信息

中文名	陰離子聚合
特性	具有親電性

簡(jiǎn)介

如：CH2=CH→CN、CH2=CH→NO2、CH2=CH→C6H5，凡電子給予體如堿、堿金屬及其氫化物、氨基化物、金屬有機(jī)化合物及其衍生物等都屬親核催化劑。陰離子聚合反應(yīng)的引發(fā)過(guò)程不外有兩種形式：①催化劑分子中的負(fù)離子如H2N∶-、R∶-與單體形成陰離子活性中心；②堿金屬把原子外層電子直接或間接轉(zhuǎn)移給單體，使單體成為游離基陰離子。陰離子聚合反應(yīng)常常是在沒(méi)有鏈終止反應(yīng)的情況下進(jìn)行的。許多增長(zhǎng)著的碳陰離子有顏色，如體系非常純凈，碳陰離子的顏色在整個(gè)聚合過(guò)程中會(huì)保持不變，直至單體消耗完。當(dāng)重新加入單體時(shí)，反應(yīng)可繼續(xù)進(jìn)行，分子量也相應(yīng)增加。這種在反應(yīng)中形成的具有活性端基的大分子稱為活性聚合物。在沒(méi)有雜質(zhì)的情況下，制備活性聚合物的可能性決定于單體和溶劑。如溶劑（液氨）和單體（丙烯腈）有明顯的鏈轉(zhuǎn)移作用，則很難得到活性聚合物。利用活性聚合物可制得嵌段共聚物、遙爪聚合物等。

在環(huán)氧型單體中，如環(huán)氧乙烯、環(huán)氧丙烯等，可通過(guò)堿金屬醇類引發(fā)開(kāi)環(huán)，形成氧負(fù)離子進(jìn)而鏈增長(zhǎng)。聚環(huán)氧乙烯（PEO）等主鏈重復(fù)單元為CH2-CHO等聚合物均可實(shí)現(xiàn)陰離子聚合。由于氧負(fù)離子的活性較碳負(fù)離子更加穩(wěn)定，環(huán)氧類單體的陰離子聚合更易操作和可控。而環(huán)氧類單體可以通過(guò)修飾環(huán)氧相連的集團(tuán)，“懸掛”不同的液晶基元（mesogen），通過(guò)陰離子聚合形成PEO主鏈的液晶高分子。

影響因素

影響陰離子聚合反應(yīng)速率、聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布的因素主要是溶劑、反離子和聚合溫度，其次還有締合作用。

（1）溶劑

①陰離子聚合顯然應(yīng)該選用非質(zhì)子溶劑。如苯、二氧六環(huán)、四氫呋喃、二甲基甲酰胺等；而不能選用質(zhì)子溶劑如水、醇和酸等，后者是陰離子聚合的阻聚劑。

②溶劑的引入，使單體濃度降低，影響聚合速率。同時(shí)，陰離子活性增長(zhǎng)鏈向溶劑的轉(zhuǎn)移反應(yīng)，會(huì)影響聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量。

③溶劑和中心離子的溶劑化作用，能導(dǎo)致增長(zhǎng)活性中心的形態(tài)和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而使聚合機(jī)理發(fā)生變化。

非極性溶劑不發(fā)生溶劑化作用，增長(zhǎng)活性中心為緊密離子對(duì)，不利于單體在離子對(duì)之間插入增長(zhǎng)，從而聚合速率較低。極性溶劑，導(dǎo)致離子對(duì)離解度增加，活性中心的種類增加。活性中心離子對(duì)離解度增加，松對(duì)增加，有利于單體在離子對(duì)之間插入增長(zhǎng)，從而提高聚合速率。

（2）反離子

在溶液中，離子和溶劑之間的作用能力，亦即離子的溶劑化程度，除與溶劑本身的性質(zhì)有關(guān)外，還與反離子的半徑有關(guān)。

非極性溶劑不發(fā)生溶劑化作用，活性中心為緊密離子對(duì)。中心離子和反離子之間的距離，隨反離子半徑的增大而增加，從而使它們之間的庫(kù)侖引力減少，隨反離子半徑的增大而增大。因而在非極性溶劑中，為了提高聚合速率Rp應(yīng)選半徑大的堿金屬作引發(fā)劑。

極性溶劑中發(fā)生溶劑化作用，活性中心為被溶劑隔開(kāi)的松對(duì)。溶劑的溶劑化作用隨溶劑極性的增加而增加，隨反離子半徑增大而減少。反離子半徑愈小，溶劑化作用愈強(qiáng)，松對(duì)數(shù)目增多，聚合速率增加。在極性溶劑中，為了提高聚合速率Rp應(yīng)選半徑小的堿金屬作引發(fā)劑。

松對(duì)的反應(yīng)能力介于緊對(duì)和自由離子之間。

（3）溫度

溫度對(duì)陰離子聚合的影響是比較復(fù)雜的。

許多情況下，反應(yīng)總活化能為負(fù)值，故聚合速率隨溫度的升高而降低，聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量隨溫度的升高而減小。

陰離子聚合物

示例

陰離子聚丙烯酰胺（APAM）是水溶性的高分子聚合物，主要用于各種工業(yè)廢水的絮凝沉降，沉淀澄清處理，如鋼鐵廠廢水，電鍍廠廢水，冶金廢水，洗煤廢水等污水處理、污泥脫水等。還可用于飲用水澄清和凈化處理。由于其分子鏈中含有一定數(shù)量的極性基團(tuán)，它能通過(guò)吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋或通過(guò)電荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速懸浮液中粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液澄清，促進(jìn)過(guò)濾等效果。

技術(shù)指標(biāo)

外觀：白色顆粒

氣味：無(wú)臭

荷密度：10-40（Mole%）

水解度：10-60

密度（23℃）（g/㎝3）：1.302

臨界表面張力（0.00005N/cm）:30-40

玻璃化溫度（℃）：165

軟化溫度（℃）：210

熱失重（℃）：初失重：290。失重70%：430。失重98%：555。

熱穩(wěn)定性：溫度超過(guò)120℃時(shí)易分解

毒性：無(wú)毒

腐蝕性：無(wú)腐蝕性

吸濕性：固體有吸濕性

固含量：≥88%

分子量：1200-3600萬(wàn)

功能特點(diǎn)

陰離子聚丙烯酰胺，由于它具有：

1、澄清凈化作用；

2、沉降促進(jìn)作用；

3、過(guò)濾促進(jìn)作用；

4、增稠作用及其它作用。

在廢液處理、污泥濃縮脫水、選礦、洗煤、造紙等方面，能夠充分滿足各種領(lǐng)域的要求。

洗煤廢水處理方案：選煤廠對(duì)煤泥水的處理一般情況下采用“旋流器-濃縮機(jī)-壓濾機(jī)（煤泥沉淀池）”處理工藝。一般情況下都是采購(gòu)機(jī)高分子絮凝劑（聚丙烯酰胺）。高分子絮凝劑與煤泥微粒或煤泥膠體接觸作用，中和了煤泥表面的電性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉淀。聚丙烯酰胺的分子量一般在百萬(wàn)之間，不同粒度組成的煤泥水要選用不同分子量的絮凝劑。聚丙烯酰胺可以分為陰離子型聚丙烯酰胺，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三種類型。在使用聚丙烯酰胺進(jìn)行水處理的時(shí)候，要保證類型與煤泥水的pH值相吻合，陰離子聚丙烯酰胺的適于偏堿性煤泥水，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的適于偏酸性煤泥水，陰離子型和陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉淀效果更好。

特點(diǎn)：

1、水溶性好，在冷水中也能完全溶解。

2、添加少量本陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品，即可收到極大的絮凝效果。一般只需添加0.01~10ppm（0.01~10g/m3），即可充分發(fā)揮作用。

3、同時(shí)使用陰離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品和無(wú)機(jī)絮凝劑（聚合硫酸鐵，聚合氯化鋁，鐵鹽等），可顯示出更大的效果。

適用范圍

1.用于紡織、印染工業(yè)。聚丙烯酰胺作為織物處理的上漿劑、整理劑，以及可生成柔順、防皺、防霉菌的保護(hù)層。利用它的吸濕性強(qiáng)的特點(diǎn)，能減少紡細(xì)紗時(shí)的斷張率。聚丙烯酰胺作后處理劑可以防止織物的靜電和阻燃。用作印染助劑時(shí)，聚丙烯酰胺可使產(chǎn)品附著牢度大、鮮艷度高，還可作為漂白的非硅高分子穩(wěn)定劑。

2、主要用作絮凝劑：對(duì)于懸浮顆粒，較粗、濃度高、粒子帶陽(yáng)電荷，水PH值為中性或堿性的污水，由于陰離子聚丙烯酰胺分子鏈中含有一定量極性基能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋形成大的絮凝物。因此它加速懸浮液中的粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液的澄清，促進(jìn)過(guò)濾等效果。該產(chǎn)品廣泛用于化學(xué)工業(yè)廢水、廢液的處理，市政污水處理。自來(lái)水工業(yè)、高濁度水的凈化、沉清、洗煤、選礦、冶金、鋼鐵工業(yè)、鋅、鋁加工業(yè)、電子工業(yè)等水處理。

3、用于石油工業(yè)、采油、鉆井泥漿、廢泥漿處理、防止水竄、降低摩阻、提高采收率、三次采油得到廣泛運(yùn)用。

4、用于造紙工業(yè)、一是提高填料、顏料等存留率。以降低原材料的流失和對(duì)環(huán)境的污染；二是提高紙張的強(qiáng)度（包括干強(qiáng)度和濕強(qiáng)度），另外，使用PAM還可以提高紙抗撕性和多孔性，以改進(jìn)視覺(jué)和印刷性能，還用于食品及茶葉包裝紙中。

5、其他行業(yè)，食品行業(yè)，用于甘蔗糖、甜菜糖生產(chǎn)中蔗汁澄清及糖漿磷浮法提取。酶制劑發(fā)酵液絮凝澄清工業(yè)，還用于飼料蛋白的回收、質(zhì)量穩(wěn)定、性能好，回收的蛋白粉對(duì)雞的成活率提高和增重、產(chǎn)蛋無(wú)不良影響，合成樹(shù)脂涂料，土建灌漿材料堵水，建材工業(yè)、提高水泥質(zhì)量、建筑業(yè)膠粘劑，填縫修復(fù)及堵水劑，土壤改良、電鍍工業(yè)、印染工業(yè)等。

包裝與貯存

編輯

陰離子聚丙烯酰胺包裝、貯運(yùn)及注意事項(xiàng)：

采用25Kg襯塑編織袋或紙塑復(fù)合袋包裝，也可根據(jù)用戶要求包裝。貯運(yùn)時(shí)，注意防熱、防潮，防止包裝破損，干粉產(chǎn)品長(zhǎng)期露置會(huì)吸潮結(jié)塊。堆碼層數(shù)不得超過(guò)20層。有效儲(chǔ)存期為2年。本產(chǎn)品粒度為20-80目，亦可根據(jù)用戶要求生產(chǎn)。

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