丙烯酸樹脂聚合工藝

『壹』 丙烯酸樹脂是什麼，有什麼作用

丙烯酸樹脂塗料就是以(甲基) 丙烯酸酯、苯乙烯為主體，同其他丙烯酸酯共聚所得丙烯酸樹脂製得的熱塑性或熱固性樹脂塗料，或丙烯酸輻射塗料。
主要用作塗料。

『貳』 丙烯酸樹脂有哪些類型及生產分類

丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類及其它烯屬單體共聚製成的樹脂，通過選用不同的樹脂結構、不同的配方、生產工藝及溶劑組成，可合成不同類型、不同性能和不同應用場合的丙烯酸樹脂，丙烯酸樹脂根據結構和成膜機理的差異又可分為熱塑性丙烯酸樹脂和熱固性丙烯酸樹脂。
用丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯單體共聚合成的丙烯酸樹脂對光的主吸收峰處於太陽光譜范圍之外，所以製得的丙烯酸樹脂漆具有優異的耐光性及戶外老化性能。
熱塑性丙烯酸樹脂在成膜過程中不發生進一步交聯，因此它的相對分子量較大，具有良好的保光保色性、耐水耐化學性、乾燥快、施工方便，易於施工重塗和返工，制備鋁粉漆時鋁粉的白度、定位性好。熱塑性丙烯酸樹脂在汽車、電器、機械、建築等領域應用廣泛。
熱固性丙烯酸樹脂是指在結構中帶有一定的官能團，在制漆時通過和加入的氨基樹脂、環氧樹脂、聚氨酯等中的官能團反應形成網狀結構，熱固性樹脂一般相對分子量較低。熱固性丙烯酸塗料有優異的豐滿度、光澤、硬度、耐溶劑性、耐侯性、在高溫烘烤時不變色、不返黃。最重要的應用是和氨基樹脂配合製成氨基-丙烯酸烤漆，目前在汽車、摩托車、自行車、卷鋼等產品上應用十分廣泛。
化學品安全技術說明書(msds)丙烯酸樹脂健康危害：皮膚接觸可導致皮膚刺激不適和發疹；眼睛接觸可導致眼睛刺激不適、流淚或視線模糊；呼入此產品可導致上呼吸道刺激、咳嗽與不適，或不特定不舒服症狀，如惡心、頭痛或虛弱；食入此產品可導致特定不舒服症狀如惡心、頭痛或虛弱。患者應立即去醫院救治。
按生產的方式分類可以分為：
1、乳液聚合！是通過單體、引發劑及其反應溶劑一起反應聚合而成，一般所成樹脂為固體含量為50%的樹脂溶液！是含有50%左右的溶劑的樹脂，其一般反應用的溶為苯類（甲苯或是二甲苯）、酯類（乙酸乙酯、乙酸丁酯），一般是單一或是混合！固乳液型的丙烯酸樹脂有溶劑的不可變性！一般會因溶劑的選擇不同而使產品性能不一樣！一般有一定的色號！玻璃化溫度較低，因為一般是用不帶甲基的丙烯酸酯下去反應！固該類型的樹脂可以有較高的固含量，可達到80%！可做高固體分塗料，生產簡便！但因溶劑不可變性，運輸不方便！
2、懸浮聚合！是一種較為復雜的生產工藝，一般是做為生產固體樹脂而採用的一種方法！固體丙烯酸樹脂，其一般都是採用了帶甲基的丙烯酸酯下去反應聚合！不帶甲基的丙烯酸酯一般都是帶有一定的官能團的！其在反應滏中聚合反應不易控制，容易發粘而至爆鍋！一般的流程是將單體、引發劑、助劑投入反應斧中然後放入蒸餾水反應！在一定時間和溫度反應後再水洗，然後再烘乾！過濾等！其產品的生產控制較為嚴格！如在中間的哪一個環節做得不到位，其出來的產品就會有一定的影響！一般是體現在顏色上面和分子量的差別！
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『叄』 水性丙烯酸樹脂真的是水性塗料中最主要使用的樹脂嗎

下午好，是的。水性丙烯酸樹脂的主要成份是羥基改性的丙烯酸酯，因為它專只需要鹼性水溶屬液體系就可以快速溶解，所以相比其他的水性PU、環氧和醇酸要節省不少成本時間，而且這玩意兒屬於單組份自干固化成膜也不需要交聯固化劑就能在硬度上特別突出，現在人們都是喜歡怎麼簡單怎麼來——從環保角度上來說，水性丙烯酸清漆也算是voc和有機溶劑含量最少的一種快銷產品了。便宜好用就是市場上的硬道理，請酌情參考。

『肆』 請問丙烯酸樹脂的工藝流程大致是。。

醇酸樹脂工藝來流程簡述
以下為醇酸樹自脂合成主要採用溶劑法生產。溶劑法中常用二甲苯的蒸發帶出酯化水，經過分水器的油水分離後重新迴流反應釜，如此反復，推動聚酯化反應的進行，生產醇酸樹脂。
先將單體全部加入反應釜，加入少量抗氧劑，開慢速攪拌（先慢後快原則，使聚合平穩，順利進行），用2小時升溫到180℃；保溫1小時。然後用2小時升溫到200-220℃，保溫2小時，抽樣測酸值，達標可進行下一步，如不合格繼續保溫，每30分鍾抽樣復測。聚酯化易採取逐步升溫工藝，保持正常出水速率，應避免反應過於劇烈造成物料夾帶，影響單體配比和樹脂結構。保溫溫度及時間隨配方而定，而且與油品和油度有關。
達到終點後，停止加熱，冷卻後蔣兌稀溶劑緩慢加入反應釜中。聚酯反應要關注出水速率和出水量，並按規定時間取樣，測定酸值和粘度，達到規定後降溫，稀釋，經過過濾，製得漆料。
最後攪拌均勻，60-70℃過濾，收於貯罐。
醇酸樹脂合成主要設備
滴加罐→反應釜→冷凝器→分水器→過濾器→灌裝機
加熱系統：導熱油加熱，可選夾套反應釜/外盤管反應釜
冷卻系統：冷水冷卻
攪拌速度先慢後快，需要配變頻器。

『伍』 熱固性丙烯酸樹脂的介紹

熱固性丙烯酸樹脂（英文名稱thermosetting acrylic resin）是指以丙烯酸酯系單體（內丙烯酸甲酯、丙容烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等）為基本成分，經交聯成網路結構的不溶、不熔丙烯酸系聚合物。也稱交聯型或反應型丙烯酸樹脂，熱固性丙烯酸樹脂中帶有一定的官能團，在制漆時通過加入的三聚氰胺樹脂、環氧樹脂、聚氨酯等眾的官能團反應，最終形成網路結構。達到不溶不熔的效果。它克服了熱塑性丙烯酸樹脂的缺點，使塗膜的機械性能、耐化學品性能大大提高。熱固性丙烯酸樹脂相對分子量在10000~20000之間，除具有丙烯酸樹脂的一般性能以外。通過高固體樹脂的合成工藝，樹脂的相對分子量一般低至2000，因此在施工粘度下，塗料的固體成分可到30~70%，其優越的豐滿度、光澤、硬度、在高溫烘烤不變色，不泛黃。耐熱性、耐水性、耐溶劑性、耐磨、耐劃性更優良。有本體澆鑄造材料、溶液型、乳液型、水基型等多種形態。

『陸』 丙烯酸樹脂的配方

丙烯酸樹脂有很多種，最好說具體點。

『柒』 熱塑性丙烯酸樹脂和熱固性丙烯酸樹脂的區別

丙烯酸樹脂通過選用不同的配方、不同的結構、通過不同的生產工藝、不同的溶劑，合成內不同類型、容不同性能，可應用於不同場合。而常見的丙烯酸樹脂熱塑性或熱固性是依據結構與成膜原理的差異而劃分的。
熱塑性丙烯酸樹脂在汽車、電器、機械、建築等領域應用廣泛，因其相對分子量較大，在成膜過程中不發生進一步交聯，所以它的特點是具有優良的耐水性、乾燥快、保色性、保光性，且施工方便，容易重塗或返工。
熱固性丙烯酸樹脂的結構中帶有一定的官能團，在制漆時通過與其他加入的原料（例如：氨基樹脂、環氧樹脂、聚氨酯）等中的官能團產生反應，從而形成網狀結構。其一般相對分子量較低，用其製成的塗料，硬度、耐溶劑性、耐侯性、豐滿度、光澤度都表現優異，高溫烘烤不泛黃、不變色。

『捌』 水性丙烯酸樹脂的配方有哪些設計原則

丙烯酸樹脂及其塗料應用范圍很廣，因此其配方設計是非常復雜的。基本原則主要遵循以下幾點：
1、要針對不同基材和產品確定樹脂劑型——溶劑型或水劑型；
2、根據性能要求確定單體組成、玻璃化溫度（Tg）、溶劑組成、引發劑類型及用量和聚合工藝；
最後通過實驗進行檢驗、修正，以確定最佳的產品工藝和配方。其中單體的選擇是配方設計的核心內容。

『玖』 丙烯酸樹脂塗料有哪些種類

、油性丙烯酸樹脂(油性固體丙烯酸樹脂/油性液狀丙烯酸樹脂) A油性液狀丙烯酸樹脂 指樹脂固含量為30-80%的丙烯酸樹脂，這類樹脂是經乳液聚合反應而成的含有有機溶劑的丙烯酸樹脂，而當因含量在大於60%以上時！就稱為：高固體分丙烯酸樹脂，這類樹脂粘度低！低VOC含量！ 當固含量是在50%左右的，有熱塑性和熱固性丙烯酸樹脂，也就是我們塗料行業通常在應用上面說的單組分和雙組分。
1、普通油性熱塑性固體丙烯酸樹脂用途：
最早的固體丙烯酸樹脂是由英國ICI旗下的公司研發出來並投入市場的！最為通用型牌號為2013、2016，此二種型號為油溶性的丙烯酸樹脂，可應用於各種塑料塗料、金屬塗料、且應用於印刷油墨等多種塗料，多且應用於高檔油墨上面！經調整過的型號欲有其它的功效！比如耐汽油、高光、高硬度等！再經市場投放後又研發了其它的應用於，比如皮革上面用的，再後來的較難附著的鋁材、陶瓷、玻璃等底材上面應用！後因ICI旗下的幾家公司分家！就有原主體公司（現中國地區名為英國路彩特公司）繼承了原ICI的該樹脂事業部！另幾家也就是很有名的公司捷利康公司！其主要的牌號與ICI的牌號產品指標基本上相同！舉此類樹脂最常應用的幾種地方：
絲網印刷油墨：
各種普通塑料底材塗料及油墨：
金屬船舶塗料：
紙張木材塗料：
一般玻璃化溫度在50-80度，軟化點在160左右，分子量在35000-80000。及原料單體的不同很多都決定了它的應用！比如玻璃化溫度，就一般而言，TG越高故它的硬度也就越高，成品也就越容易脆；TG越低它的柔韌性就越好，成品也就更易於應用到底材為軟質的材料上面。而軟化點一般而言在自干型塗料中是夠耐常溫度的，但一些要求高耐溫度的應用就無法滿足了！分子量主要是影響了產品的粘度，但也不是粘度的主要取決原因，但大體上來說影響了粘度的高低，一般而言分子量越高粘度也就越高，當粘度高時，樹脂所能溶解的速度也就越慢，可溶解的固含量也就越低，故此粘度在應用中影響了塗料的豐滿度高低、光澤度高低、固含量高低了！
2、特殊功能油性固體丙烯酸樹脂用途：
比如高耐醇高耐磨：電子電器產品，就國際上來說，一般都要求耐酒精的，因電器外都是塑料材質又是硬質品，故要求硬度高、耐磨性好了！所以這時一般的普通固體丙烯酸樹脂是不能應用在上面的！但用耐酒精性好，一般是酒精500克力試擦來回不低於50次吧！故丙烯酸樹脂也就得耐酒精的產品！從產品的性能上來講一般是取決於固體丙烯酸樹脂的溶解性指標的。如果一個固體丙烯酸樹脂溶解性越不好，越難溶的正常來說都有耐酒精性能，但不是決定性全部因素。
比如高附著力：當要應用於較難附著的底材時，如PC、PP、硬PE等，這些底材都是較難處理附著力問題的產品，有時還因不同場所應用時還有其它的一些要求，當PC用於眼鏡架或框時，就要求而磨、高光、還要耐彎曲了！而PP底材也是較難處理的底材，現在市面上常在底材噴漆前先經PP附著力水處理一遍在上漆，但也已有了可直接上漆就可解決附著力問題的丙烯酸樹脂了，但此類樹脂為改性過的樹脂！硬PE也已有丙烯酸樹脂可解決附著力了，但也只限於硬PE底材，而且這類丙烯酸樹脂必需是經過改性過的方才可用。因經過改性的丙烯酸樹脂的溶解性參數更接近於PP、或是硬PE時，其作用才能發揮出來。
比如高環保要求：當要應用於一些應用於食品上面的底材時，這時就要求所上塗層的材料得環保，也就用了環保型塗料了，而這時除了水性固體丙烯酸樹脂可應用時，市場大部分還是用醇溶性的樹脂下去做，而醇溶性的丙烯酸樹脂一般在市而上都是以溶液型為主！醇溶性的固體丙烯酸樹脂是較為難生產的，分子量高粘度大，以至應用上不如普通型廣，它可溶於溶劑油、乙醇、高極醇等！具體上文已有介紹！現在已有很多的如絲印、塑料漆等多種應用！
二、水性丙烯酸樹脂(水性乳液型的丙烯酸樹脂/水性固體丙烯酸樹脂)
1、水性乳液丙烯酸樹脂 丙烯酸乳液這類產品多以不帶甲基的丙烯酸酯單體下去反應！所以這類樹脂聚合而成肯定是較固體丙烯酸樹脂TG點（玻璃化溫度）為低的！固他們的有較低的TG點！所以在一些軟質底材應用是其它固體丙烯酸樹脂無法相比！特別是紙張啊、皮革啊等較為軟質的底材應用是最好的體現！
苯丙乳液、醋丙乳液！純丙乳液！其實只是指在乳液聚合時加入苯乙烯、醋乙烯等的單體！讓它們有其它的更多的性能！而以單純的丙烯酸酯下去反應時就叫純丙乳液！這些樹脂另一個最大的應用就是建築塗料佔了市場很大分額！
2、水性固體丙烯酸樹脂 目前的應用是紙張上光油和印刷油墨等！還有其它的比如塑料漆等，解決它們的附著力問題！那市場將是很大的！
三、UV光固化丙烯酸樹脂
固體狀的UV光固體用的固體丙烯酸樹脂基本上是沒有（只有德固薩的一支固體丙烯酸樹脂牌號可用於 UV光固化油墨的！但性能卻不怎麼樣），一般UV光固化丙烯酸樹脂都是以稠狀液體形式存在的。
按性狀來分：
1、純的UV光固化丙烯酸樹脂，這類樹脂是不含有活性稀釋劑，在UV塗料用時！得上紫外線吸收劑、其它原料，再加上活性稀釋劑，方能成為塗料！
2、已稀釋好的UV丙烯酸樹脂，其它也就是已經通過活性稀釋劑稀釋過了的丙烯酸樹脂！
按原料來分的話：
1、環氧丙烯酸樹脂，這是一種較為簡單的樹脂！一般是用雙酚A型的環氧樹脂與丙烯酸樹脂反應而成的！但在使用中，其實也可以用環氧樹脂配丙烯酸樹脂到配方中直接使用的！只是性能不如合成的環氧丙烯酸樹脂；環氧大豆油丙烯酸樹脂，原理上是和環氧丙烯酸樹脂是相同的，這類樹脂成本低，原料易得等特點，但是他的性能不如聚酯丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸低聚物。
2、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸低聚物！應該是稱為低聚物的！因為他們的分子量已經夠低！也可稱為樹脂！但市面上常以聚酯丙烯酸酯及聚氨酯丙烯酸酯稱之！其實就是指的是樹脂（低聚物），很容易把他們當成特殊的丙烯酸酯單體了！這類樹脂性能優越！但成本過高。
四、粉末塗料用固體丙烯酸樹脂
丙烯酸粉末塗料用丙烯酸樹脂根據所用的固化劑不同可分為：羥基型丙烯酸樹脂，羧基型丙烯酸樹脂，縮水甘油基丙烯酸樹脂，醯氨基丙烯酸樹脂。
縮水甘油基丙烯酸樹脂是用得最多的樹脂。可以用多元羥酸、多元胺，多元醇、多元羥基樹脂，羥基聚酯樹脂等固化劑成膜。由於價格昂貴，所以一般情況下廠家都是用來製造特殊無光粉末塗料的多。
其中羥基型丙烯酸樹脂、羧基型丙烯酸樹脂、醯氨基丙烯酸樹脂等樹脂主要是指帶用各種基團的丙烯酸樹脂，比如環氧、聚氨酯、氨基等！這類樹脂不算為是純的丙烯酸樹脂！用得最多的當屬縮水甘油基的丙烯酸樹脂！一般是指經甲基丙烯酸縮水甘油酯或是丙烯酸縮水甘油酯單體聚合而成的丙烯酸樹脂！因所聚合而成的丙烯酸樹脂一般為固體所以，通常選擇帶甲基的甲基丙烯酸縮水甘油酯，也就是通常所說的甲基丙烯酸環氧丙酯，簡稱GMA，這個單體有很好的性能及具有多官能團的單體！
縮水甘油基丙烯酸樹脂在市場上的發展還算晚！國外開始於對該類樹脂的研究在九十年代末！經GMA聚合而成的丙烯酸樹脂，其生產的粉末塗料有很多的特點！是其它樹脂所不及的！但因成本高！原料來源較為困難！固還未有太大的應用！國內也有少量幾家生產！但主要用還只是做為聚酯樹脂、聚氨酯樹脂的固化劑、消光劑等用途！
而最早研究出的德國！最就把該類樹脂應用於品牌汽車的粉末噴塗上面！其中就我所知就用五大家品牌汽車已基本上上丙烯酸樹脂粉末面漆！國際上做得最大的應該屬UCB公司！但售價相當高！每公斤近200元的單價！

『拾』 採用什麼聚合工藝可以得分子量分布較窄的丙烯酸聚合物

一下你可以參考一下：
低分子量聚丙烯酸鈉的制備

低分子量聚丙烯酸鈉的合成主要有以下三種方法：①中和法；②聚合法；③皂化法。

1)中和法 中和法是指在引發劑和鏈轉移劑的作用下，丙烯酸在其水溶液中發生聚合反應，生成聚丙烯酸，然後用氫氧化鈉水溶液中和，生成聚丙烯酸鈉。

2)聚合法 聚合法是指先用氫氧化鈉水溶液中和單體丙烯酸，生成丙烯酸鈉單體，然後在引發劑的和鏈轉移劑的作用下，在水溶液中聚合，生成聚丙烯酸鈉：

3)皂化法 皂化法是指先由丙烯酸與甲醇反應生成丙烯酸甲酯，在引發劑和鏈轉移劑的作用下聚合為聚丙烯酸甲酯，再在聚丙烯酸甲酯的懸浮液或乳液中加入氫氧化鈉水溶液，並加熱至100℃維持幾個小時，(或者先與氫氧化鈉作用，再在引發劑何鏈轉移劑的作用下聚合)即可得聚丙烯酸鈉，副產品是烷基醇，可以用氣提法除去。由於這種方法工藝流程較長，還需要進一步除去副產物，因此在工業生產中應用不太多。

據文獻U.S.P4301266報道，採用APS引發劑體系，在異丙醇一水混合溶劑體系中，丙烯酸均聚合，可得分子量小於2x1護的低分子量聚丙烯酸。

國外有機分散劑產品的分散性能最好的為美國大洋公司的產品SN-5040。近年來，國內有機分散劑的開發應用比較活躍，其中北京的DC分散劑，上海的YH分散劑為開發較成功的產品。YH分散劑採用的工藝是：自由基水溶液聚合，異丙醇作鏈轉移劑，過硫酸按作引發劑，引發游離基的聚合反應，固含量為30-38%.，分散性能良好，但固含量太低，生產成本高。DC分散劑採用的工藝是：聚合、蒸餾(除去鏈轉移劑和水的混合物)、中和，其固含量雖達要求，但生產周期長，成本高。

上述傳統的生產工藝都是在比較高的溫度進行，並且要蒸餾回收大量的鏈轉移劑，操作費時、耗能。孫曉日以氧化還原催化劑在較低溫度下直接合成了低分子量聚丙烯酸鈉，經造紙廠實際應用試驗證明，該分散劑可單獨或與無機磷酸鹽分散劑復配使用，對高嶺土、硫酸鋇、碳酸鈣及其混合體均有良好的分散效果。郭永利等人以水為溶劑，APS-SHS氧化還原引發體系，研究了丙烯酸及其共聚物的合成，結果得到分子量小於2萬，且無色或淡黃色透明的低分子量聚合物。

何靜月等通過研究影響聚丙烯酸鈉分子量的各種因素，使用脂肪酸鹽等助劑，採用分步聚合的新工藝合成出分子量為500-700、1000-1500和2000-3000的低分子量聚丙烯酸鈉。合成出的聚丙烯酸鈉不僅分子量較低，而且分子量分布較窄，分散性良好，應用實驗表明其分散效果優於分散劑DC，與進口產品SN-5040相當。

在裝有迴流冷凝器、溫度計、攪拌器和滴液漏斗的250mL四口瓶中依次加入一定量的去離子水和鏈轉移劑(異丙醇或丙酮或四氯化碳等)，在室溫下攪拌均勻，加熱升溫至一定溫度，開始滴加丙烯酸單體和引發劑(過硫酸鉀或過硫酸按)水溶液，3h左右滴定完畢，再保溫反應3h，冷卻至30℃至40℃後用質量分數的為30%的氫氧化鈉水溶液中和至pH=7-,.8，然後將反應裝置改為蒸餾裝置，加熱蒸出鏈轉移劑以回收利用，得淺黃色粘稠低分子量聚丙烯酸鈉溶液，洗滌後置於50℃左右的真空乾燥箱中，乾燥至恆重，粉碎包裝。

聚合反應將以極快的速率進行，體系產生大量的積熱，在普通的玻璃燒瓶反應器中，體系產生的積熱在一分鍾內從50℃到達劇烈沸騰狀態而發生爆聚。若提高聚合溫度，亦即增大了反應速率常數，同時由於單體濃度很高使聚合速率增大而發生爆聚。探索性試驗結果與聚合反應動力學原理相符，因此在選擇合成工藝時應注意以下問題：

a.因單體中雜質起阻聚作用，單體採用精餾過的產品。

b.氧分子可看作雙自由基，對單體有明顯的阻聚作用。氧與鏈自由基反應形成較穩定的過氧自由基。因此，通入氮氣驅趕反應器內的氧。

c.防止爆聚，如果將所有組分同時加入反應器內進行聚合，由於烯類單體在聚合時熱效應大，而聚合反應速度又快，易產生爆聚。為了控制熱量的放出速度以維持一定的聚合溫度，可採取迴流冷凝交換散熱，分批加入引發劑，控制單體滴加速度等措施。

d.控制攪拌速度，使反應物混合均勻。若攪拌速度太快，反應器內物料將出現漩渦和飛濺。

聚合溫度對聚合速率和產品質量都有重要影響。反應溫度是由引發劑的分解溫度決定的。用過硫酸餒為引發劑，其分解溫度大約為70℃，溫度過低，聚合反應不易發生或反應速率太慢；溫度過高，引發劑分解速率過快，聚合反應熱量不易散出，易爆聚。

丙烯酸的聚合熱為 -67kJ/mol，合成過程中反應產生的積熱可以使體系在1分鍾內從50℃上升到100℃的沸騰狀態，這種現象稱為爆聚。爆聚既影響產品質量，還有可能釀成事故。

目前的合成方法主要是以過硫酸鹽為引發劑、異丙醇為鏈轉移劑進行動態水溶液聚合，通過大量鏈轉移劑在冷凝迴流作用下移走反應熱，以及通過滴定單體和引發劑溶液控制反應速度，來防止爆聚的。但這樣操作復雜，生產周期長，能耗高，設備利用率低，生產成本高。

靜態水溶液聚合法是近年來出現的聚丙烯酸鈉合成新方法，這種方法不使用異丙醇，單體濃度高、聚合周期短，有利於降低製造成本。缺點是聚合過程中伴隨著凝膠化現象，放熱劇烈，有大量自由基向大分子鏈轉移並引起大分子間相互交聯，導致產物中有水不溶物，產品質量較差，尚未工業化生產。

靜態水溶液聚合法是指將所有組分同時加入自製的平板式反應器中，瞬間混合均勻後，靜置於一定溫度的水浴中進行聚合的一種合成方法。

向自製的平板式反應器中加入丙烯酸單體，用30%的NaOH溶液中和，冷卻至60℃，依次加入鏈轉移劑和引發劑溶液，混合均勻，置於60℃的水浴中，保溫反應3h，得淺黃色粘稠溶液，洗滌後置於50℃的真空乾燥箱中，乾燥至恆重，粉碎包裝。若聚合溫度低，用少量的鏈轉移劑或直接混合原料都會發生爆聚；只有在高溫下，採用連續滴加單體於含有大量的鏈轉移劑的溶液中才可以實現平穩聚合。這與聚合反應動力學原理相符，在發生爆聚的反應過程中，反應放出的熱不能及時釋放，體系產生大量積熱，反應液的溫度急劇升高，故發生爆聚:而在發生平穩聚合的反應過程中，一方面連續滴加單體3h左右，減緩了反應速率，另一方面在高溫下，大量的鏈轉移劑的冷凝迴流帶走了大量的反應熱，反應液的溫度得到有效控制，故反應平穩進行。但是在這樣的條件下合成低分子量聚丙烯酸鈉，鏈轉移劑用量較大，如果滴定速度不均勻或過快，就會引起分子量分布變寬或爆聚，影響產品質量。所以，傳統動態合成法操作復雜，生產周期長，能耗高，設備利用率低，生產成本高。

由上述討論可知，解決聚合過程中的爆聚問題是導致傳統合成方法中鏈轉移劑用量較大，操作復雜，生產周期長，設備利用率低，能耗大等問題的根源，而爆聚是由於反應積熱引發的，所以用簡便的方法解決積熱問題，就可以解決傳統動態法合成中存在的問題。

解決積熱問題的關鍵就是使反應熱及時排出，實現放熱與散熱的平衡，從而有效控制反應液的溫度，防止爆聚現象的發生。

為了考察反應過程中的放熱情況，配製35wt %的丙烯酸鈉水溶液，用過硫酸鉀作催化劑進行聚合反應。聚合反應放熱從50℃開始，在63. 3℃和80. 9℃時分別有兩個放熱峰，且第二個峰所對應的面積遠大於第一個峰所對應的面積。這是因為一方面溫度升高，引發劑的分解速率速率增大，聚合反應速率加大;另一方面生成的聚丙烯酸鈉作為模板發生了自動加速效應。

在普通玻璃燒瓶中聚合，反應液的溫度在一分鍾內由60℃上升至100℃，體系發生爆聚；而在自製的平板式反應器中聚合，反應液溫度達到60℃後變化不大，趨於穩定，體系平穩聚合。這是因為普通的玻璃反應器比表面積小，散熱效果差，體系積熱，引發爆聚；而平板式反應器散熱效果好，實現了放熱與散熱的平衡，反應液的溫度得到有效的控制。

故用平板式反應器代替傳統的反應器，可以有效解決積熱問題。這樣聚合過程無須攪拌和滴定，由傳統的動態法轉化成靜態法，簡化了操作，縮短了聚合時間，節約了能源。

不同的鏈轉移劑有不同的聚合溫度，其中異丙醇和丙酮的用量較大(單體的200-300% )，其聚合在帶有冷凝迴流的四口瓶中進行；十二硫醇用量較少(單體的4%)，其聚合在平板式反應器中進行。

單體濃度也是引起爆聚的一個重要原因。丙烯酸單體的聚合熱大，進行高濃度的聚合，很難實現對聚合過程的控制，故通常聚合濃度在40%以下。實驗結果與這相一致，在以異丙醇為鏈轉移劑的傳統聚合方法中，雖然單體占水重的100-200%，但是在大量異丙醇存在的整個反應體系中單體濃度只有25-30%，所以結合其他條件可以無爆聚進行。在以十二硫醉為鏈轉移劑的聚合反應中，由於鏈轉移劑用量較少，對單體濃度沒有多大影響，實驗發現，控制單體濃度為30%較為合適。

由以上分析討論可知，低聚丙烯酸及其鈉鹽合成時的防爆聚措施主要有以下四條。一、選擇合適的反應器，實現放熱與散熱的平衡。二、選擇合適的聚合溫度，由DSC曲線可以看出，控制聚合溫度在60℃，反應平緩。三、選擇合適的單體濃度，減緩體系積熱引起的溫度上升。四、選擇合適的分子量調節劑，抑制分子量的急劇增加。當然，引發劑濃度也是影響爆聚的重要因素，但是要合成低分子量的聚合物，引發劑濃度不能太低。

綜上所述，靜態水溶液聚合法是合成低分子量聚丙烯酸鈉的一種行之有效的方法。聚合反應器、聚合溫度、單體濃度、分子量調節劑的類型等因素對聚合過程和產物的分子量具有重大影響。在平板式反應器中，以十二硫醇為分子量調節劑，用靜態水溶液聚合法合成低分子量聚丙烯酸鈉，實現了放熱與散熱的平衡，既有效控制了產物的分子量，又避免了爆聚的發生。當單體濃度為30%，分子量調節劑用量為4%(占單體重)，引發劑用量為4%(占單體重)，聚合溫度為60℃，反應時間為3h，可合成出分子量為5000左右的低分子量聚丙烯酸鈉，產物水溶性好，分子量分布窄，且單體轉化率在99%以上。

1.4 利用廢腈綸制備聚丙烯酸衍生物
1.4.1 腈綸廢絲的利用研究綜述
腈綸廢絲是分子量小於100000的聚合物，其柔軟性、捲曲度、拉伸性、彈性等不合格，不能用在紡織品生產上。據統計，每生產1噸的腈睛綸，就會產生1%的廢絲。因此，我國每年的睛綸廢絲產量相當可觀。雖然一部分廢絲牽伸後得到重新利用，但仍有相當部分的廢絲需另找出路。由於睛綸廢絲不能解聚，不能熱壓成型，燃燒時會散發出有害氣體。因此，若能將睛綸廢絲水解產物製成高聚丙烯酸衍生物，不僅可以解決廢絲的處理問題，而且可以使聚丙烯酸衍生物的成本大大地降低，這不失為一個一舉兩得的好方法。

1994年合肥聯合大學的丁倫漢採用10%A1C13水溶液作為腈綸廢絲水解物的交聯劑制備高吸水性樹脂，A1C13溶液的較佳用量為2.0ml/g。所得高吸水樹脂產品可吸收蒸餾水800g/g，生理鹽水22g/g，洗滌和烘乾過程對吸水率影響較大。

1996年哈爾濱市環境保護科學研究所王鳳艷和楊建華等以腈綸廢絲為原料.進行鹼催化水解，制備污水處理劑一絮凝劑。研究了水解工藝對產物的影響。並用該絮凝劑對選煤廠的污水進行處理，效果良好。

1996年合肥聯合大學建工系丁倫漢和彭守寧等將睛綸廢絲在鹼性條件下水解，經中和、洗滌後，加入交聯劑甲醛反應，製得高吸水性樹脂。實驗表明，甲醛最佳用量為0.22%左右.所得樹脂吸水率穩定在600-800g/g。

1998年江蘇淮陰工業專科學校化工系李登好和郭迎衛以聚丙烯腈( PAN )廢絲為原料，經皂化水解，甲醛交聯制備了高吸水樹脂，研究了水解工藝條件對水解物的影響以及粘度、交聯劑用量等對高吸水樹脂的吸水率的影響，最終得到的吸水樹脂吸水率為500g/g，生理鹽水為61g/g。

1999年西北紡織工學院沈艷琴以腈綸廢絲為主，以丙烯酸酯和丙烯醯胺為輔，合成的BY型丙烯類合成漿料，其外觀白色粉末，有效成分88%以上，6%水溶液粘度60-100mPa.s ，pH值為6~8，經過試驗表明，BY型漿料易溶於水，和澱粉及澱粉+PVA具有良好的混溶性，在澱粉+PVA漿中，BY型漿料可取代15%-20%的PVA。

2003年中原石油勘探局氯化橡膠廠陸穎舟介紹了一種由腈綸廢絲常壓皂化水解制備水解聚丙烯睛的新工藝路線。研究了氫氧化鈉用量、水用量、溫度等對水解反應的影響，找出了最佳的水解工藝條件。引入了一種新型的沉析劑處理水解產物，降低了生產成本和排污負荷。同年，中石化股份公司齊魯分公司研究院的李留忠和於元章等將腈綸水解處理後制備出多種高附加值的產品，文中研究了聚丙烯腈鹼法水解工藝的水解過程、水解程度，考察了水解工藝條件和水解配方對產物性能的影響。結果表明，m(PAN)/m(NaOH)/m(H2O) = 1/0.6/5時，在95℃水解4h，得到含羧鈉基、醯胺基等多種親水性基團的均勻透明的無規共聚物水溶液。採用FTIR、 XRF (X熒光光譜)、ZC-NMR等對產物進行了分析表徵，進一步驗證了試驗結果。

PAN廢絲的利用國外已有報導)，如前蘇聯將PAN廢絲經濃鹼皂化水解，得到的水解產物代替紡織工業用的澱粉漿料。日本也將同類型產品作為土質穩定劑等。

一般而言，腈綸廢絲在鹼性條件下進行水解所得的水解產物可以看成是聚丙烯酸衍生物的多元共聚物，因此，PAN廢絲的綜合利用在一定程度上可以說是相對應的聚丙烯酸衍生物的應用。

在無機酸、鹼、加熱、加壓條件下，睛綸廢絲聚合物鏈中的側基氰基(-CN)可以發生水解，使之轉變為極性較強的羧基(-COOH )、醯胺基(-CONH2)等官能團，使之由固態轉變成了液態，這不僅提高了其流動性，而且由於這些基團還能與其它的一些基團化合或配位，賦予了產物新的性質，從而拓寬了其應用范圍。

1.4.2 腈綸廢絲的酸法水解
在硫酸、鹽酸等強酸和適當的溫度下，腈綸廢絲即發生如下水解反應。產物的結構與酸的種類及反應溫度有關。工業上一般使用濃H2SO4進行催化。如果用75%-95%冷濃硫酸，使腈綸廢絲水解4小時，主要產物為聚丙烯醯胺，水解產物中-COOH含量小於1%；用50%硫酸加熱到120-140℃，催化水解腈綸廢絲10小時，則主要產物是聚丙烯酸，其他基團較少。

該法設備簡單，使用耐酸的搪瓷反應釜即可，但要求設備的氣密度較高，迴流冷凝器熱交換效率好。缺點是所用的硫酸太濃，導致成本增加，不利於操作和環境。

1.4.3 腈綸廢絲的鹼法水解
聚丙烯腈纖維一般採用主單體丙烯睛(約佔93%)、改性單體丙烯酸甲酯和第三單體苯乙烯磺酸鈉三元共聚合成，是一種疏水性較強的高分子材料。用鹼法水解可對設備無特殊要求。在鹼性物質的催化和加熱條件下，腈綸廢絲即發生水解反應。可供選用的鹼性催化劑是NaOH、KOH、水玻璃、磷酸三鈉、磷酸三鉀、硫化鈉、氫氧化鈣、氨水，這些物質又稱為皂化劑。在皂化水解過程中，腈綸廢絲由白色轉變為黃色，繼而轉變為橙紅色或棕紅色，同時有氨氣不斷逸出，最後纖維狀消失，得到淺黃色或乳白色粘稠液體。皂化劑可以單獨使用，也可混合使用，但常用NaOH做皂化劑。NaOH可用固體的，也可以用濃度5%以上的液體。如果提高反應釜內壓力，NaOH用量可以減少。

將最終反應的黃色或深黃色半透明溶液放置到室溫，真空抽濾，除去溶液中的不溶性雜質，將濾液收集在大燒杯中。然後向濾液中倒入等體積的無水乙醇(作沉析劑)，並用玻璃棒輕輕攪拌即可得到淡黃色或白色粘稠狀膏體沉析物，將此沉析物取出放入小塑料盤中靜置，使表面多餘的沉析劑揮發掉，然後將沉析物放入真空乾燥6-7h，脫除沉析物中殘余的乙醇和水分。

乾燥後得到的淡黃色固體即為目的產物一部分水解聚丙烯酞胺。用鹽酸將睛綸廢絲的水解產物調至中性，用上述方法使之乾燥。制備成產品絮凝劑PAM。沉析分離後所剩餘的分離液通過蒸餾回收，其中的乙醇可以回收凈化後重復使用。水解反應中剩餘的鹼富集於母液中，在母液中再加入一定量的鹼又可以投入睛綸廢絲進行水解反應。