摘要：聚丙烯酰胺廣泛應用到油田中，且技術正在趨于成熟化。本文從反應溫度、反應單體中金屬離子及雜質、反應體系PH值、干燥參數、硫化物、鹽效應等六個方面對聚丙烯酰胺的影響，希望對從事這方面工作的技術人員，有所幫助。

引言

聚丙烯酰胺合成反應是強放熱、高速率的自由基聚合反應，聚合產物具有較差的導熱性，即使伴有大量的水或溶劑，聚合產物的導熱性能也與聚合物分子量成反比，并且溫度對聚合物的分子量的影響比較大;另一方面，溫度對支化和交聯將產生較大的影響。另外，其它因素也會影響到聚合反應，如反應單體中非金屬離子、金屬離子以及有機雜質。

1、反應溫度的影響

丙烯酰胺聚合是一個典型的自由基聚合，經過大量的實驗研究：反應速度常數與溫度的關系符合阿倫尼烏斯公式。隨著溫度的提高，反應速率將大幅度提高，同時分子量下降。這是因為隨著溫度的升高，鏈引發(fā)的活化能要高于鏈增長的速度，這將使鏈增長的速度低于鏈引發(fā)的速度，導致自由基濃度升高，聚合度下降。如果大規(guī)模生產聚丙烯酰胺，將會放出大量的熱使溫度急劇升高，反應速度增加，將會產生膨脹過大的現象，無法同時保證產品的分子量和溶解性。但是使用雙氮化合物引發(fā)將會大大改善這種情況。隨著實驗的深入研究，在很多自由基聚合反應中都發(fā)現了分子量與單體濃度成正比而與引發(fā)劑濃度的平方根成反比。但是高濃度丙烯酰胺將會影響影響熱量的散發(fā)，使反應速度增加，分子量降低;另一方面高濃度丙烯酰胺會增加鏈轉移機率，導致聚丙烯酰胺支化程度加重，降低聚合物的水溶性，產生大量的不容物，聚合物的分子量下降。研究表明，單體濃度在23%~25%的濃度范圍內分子量較高。

2、反應單體中金屬離子及雜質的影響

在聚丙烯酰胺的生產中，由于各種因素，有機類雜質和金屬離子的引入是不可避免的。金屬離子的引入不僅會影響到單體的活性還會阻礙丙烯酰胺的聚合。與金屬離子相比，有機雜質的引入將起到不同的作用，如鏈轉移，支化等，為了提高聚丙烯酰胺的生產效率，就要降低副反應的發(fā)生，因此就要減少有機雜質和金屬離子的引入。

3、反應體系PH值的影響

反應體系中PH過高將會增加反應速度，使聚合物的分子量降低。如丙烯酰胺在堿性條件下，易與氨氣發(fā)生反應生成還原劑一氮三丙酰胺，加快反應速率，于此同時氮三丙酰胺還起到鏈轉移的作用，大大降低了聚合物的分子量。如果丙烯酰胺水解程度加大，將增加聚合物中離子基團的數量，加大了分子量的擴張程度，使聚合物的粘度增加。另一方面，隨著丙烯酰胺水解度的增加，會嚴重影響到聚合物分子量的穩(wěn)定性，如果丙烯酰胺水解度大于40%，較易發(fā)生自催化的水解反應，嚴重時導致分子鏈斷裂。

4、干燥參數的影響

干燥器的操作參數及干燥方式對聚合物質量影響也很大，對產品溶解性的影響更為突出。聚丙烯酰胺干燥溫度不宜過高，并且要受熱均勻。如果局部受熱，將會產生分子內或分子間的亞酰胺化反應，導致分子鏈的架橋和斷裂，降低聚合物的分子量。

5、硫化物對部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度的影響

硫化物能夠明顯的降低部分水解聚丙烯酰胺溶液的粘度，通過大量的實驗研究，硫化物的濃度還存在這一個轉折點，當硫化物濃度由0增加到15mg/L時，聚合物的粘度明顯降低，降低速率也較大，當硫化物濃度大于15mg/L，聚合物的濃度也降低，但降低的速率較緩慢，因此硫化物濃度的分界點是15mg/L。硫化物中的硫離子具有還原性，能夠加速了部分水解聚丙烯酰胺溶液中的氧化降解的自由基反應，引發(fā)部分水解聚丙烯酰胺主鏈的斷裂，降解加速，從而使部分水解聚丙烯酰胺溶液黏度大幅度下降。

6、鹽效應對部分水解聚丙烯酰胺鏈結構的影響

部分水解聚丙烯酰胺在油田三次采油的應用中，由于鹽效應對鏈結構的影響，直接關系其對油層的作用。正確評價它在不同地質環(huán)境中的分子鏈形態(tài)，對于合理解釋聚合物驅油機理和更有效的利用好現有資源具有重要的意義。

7、結論

綜上所述，影響聚丙烯酰胺質量的因素比較多，但是反應溫度、體系的PH、干燥參數、反應單體中金屬離子及雜質是主要因素。反應溫度升高，反應度率升高，分子量降低;雜質、金屬離子的引入能夠阻礙丙烯酰胺的聚合;體系中PH值的增加會使聚合物粘度迅速增加，并且使聚合物的穩(wěn)定性降低;聚合物在干燥時應該均勻受熱，否則，將會產生分子內或分子間的亞酰胺化反應，導致分子鏈的架橋和斷裂，降低聚合物的分子量;因此為了提高聚丙烯酰胺的分子量要控制好以上四點。