分子量范圍概述
非離子聚丙烯酰胺的分子量一般在幾百萬到一千萬左右。其分子量大小主要取決于聚合反應的條件,包括引發劑的種類和用量、反應溫度、反應時間以及單體濃度等諸多因素。
影響分子量的因素及對應的分子量情況
引發劑因素:不同的引發劑對聚合反應的速率和聚合程度有不同的影響,從而影響分子量。例如,使用過硫酸銨作為引發劑,在適當的濃度下(如 0.1% - 0.5%),可以使非離子聚丙烯酰胺的分子量達到 800 萬 - 1200 萬。如果引發劑濃度過高,聚合反應速度過快,生成的聚合物分子量會偏低,因為過快的反應會導致鏈終止反應提前發生;而引發劑濃度過低,反應速度過慢,也不利于形成高分子量的聚合物。
反應溫度影響:反應溫度是另一個關鍵因素。一般較低的溫度有利于生成高分子量的非離子聚丙烯酰胺。在溫度為 10 - 20℃時,通過控制其他反應條件,分子量可以達到 1500 萬 - 2000 萬。這是因為低溫環境下,鏈增長反應的速率相對鏈終止反應的速率更占優勢,使得分子鏈能夠不斷增長。相反,溫度升高時,鏈終止反應速率加快,生成的聚合物分子量會降低。例如,當溫度升高到 40 - 50℃時,分子量只能達到 400 萬 - 800 萬。
反應時間作用:足夠的反應時間對于獲得高分子量的非離子聚丙烯酰胺是必要的。在其他條件適宜的情況下,反應時間越長,分子量越高。,聚合反應持續 8 - 12 小時左右,分子量可以達到較高水平,如 1000 萬 - 1800 萬。如果反應時間過短,如僅反應 2 - 3 小時,分子量較低,大概在 300 萬 - 600 萬,因為分子鏈還沒有充分增長就停止了反應。
單體濃度關聯:丙烯酰胺單體的濃度也會影響非離子聚丙烯酰胺的分子量。較高的單體濃度為分子鏈的增長提供了更多的原料,有利于生成高分子量的聚合物。當單體濃度在 20% - 30%(質量分數)時,在合適的反應條件下,分子量可達到 1200 萬 - 1800 萬。不過,單體濃度過高會導致聚合反應過于劇烈,引發散熱困難等問題,從而影響分子量的穩定增長。