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聚丙烯酰胺的干燥方法之沉析干燥
2019-08-23 08:35:04

所謂沉析干燥法,是將聚丙烯酰胺膠凍先制成1-2毫米的顆粒,然后與其親水性的不良溶劑接觸,由于這種溶劑只溶解水,不溶解高聚物,加入溶劑之后,生成聚丙烯酰胺沉淀。這種溶劑有甲醇、乙醇、丙酮等許多種,但用于沉析干燥的這種溶劑主要指標使選擇溶劑的價格,考慮溶劑的用量,因此,一般采用廉價的甲醇,而且盡量降低甲醇的用量。

    采用此法干燥,可使聚丙烯酰胺的含水量極易大幅度下降,粘性顯著減小,干燥時不會使切斷的凍膠在結塊,使整個體系傳熱系數大大提高,熱分布均勻,也可以在聚丙烯酰胺亞胺化溫度以上進行熱風干燥,比直接熱風干燥的時間縮短2/3-4/5。

    在東營盛聚化工實際干燥過程中,可先用甲醇沉析,然后再熱風干燥,為了減少溶劑用量,可采用“一次沉析,兩次熱風干燥”的方法,還可以完全采用甲醇沉析法進行干燥。

    用甲醇浸漬聚丙烯酰胺,其粘性下降很快,日本公開專利提出:當聚丙烯酰胺膠凍的固體含量為65%時可防止它在高溫下產生亞胺化反應的具體做法是,先將聚丙烯酰胺膠凍造粒,然后在甲醇中浸漬,用30-50℃熱風對粒子進行第一次干燥,當膠凍固體含量為65%時再改用80-100℃熱風進行干燥,得到含水率為10%,質量優秀的產品,且大大縮短了干燥時間。而日本公開專利卻提出當聚丙烯酰胺膠凍的固體含量在70%以上時,高溫加熱,會引起急劇老化,產生不溶物。因此,將聚丙烯酰胺粒子在100℃下減壓干燥1小時,使其固體含量為40-70%,然后用含水量為20%的甲醇浸漬,甲醇量為膠凍中固體物的4倍即可,然后,在用100℃減壓干燥1小時,即可得到水溶性、絮凝性均好的固體聚合物。這樣大大減少了溶劑的用量,且防止了聚丙烯酰胺高溫交聯。

    如果將聚丙烯酰胺膠凍用甲醇禽擇直到其含水率在10%以下,至少要用聚丙烯酰胺膠凍的5倍以上的甲醇,因膠凍含水率在30%以下的脫水速度極慢。而連續浸漬兩次,甲醇用量即可大大減小。日本公開專利提出了“兩次甲醇脫水”的方法。

    將濃度在20%的薄片狀膠凍在甲醇溶劑中用高速旋轉力粉碎2厘米的粒子,這為第一次脫水,使用甲醇量為聚丙烯酰胺的2倍,一般僅用10分鐘就可以使膠凍中的水分降到30%以下,然后用傳送帶將粉碎后的粒子及甲醇溶液送去過濾,同時,用噴淋起噴出新的甲醇與分力的聚丙烯酰胺粒子接觸,這樣進行連續脫水,在第二次脫水中,甲醇用量為固體聚合物的1%以上,得到粒子的含水率在20%以下。而日本公開專利的方法與此相似,但它的目的使為清除聚丙烯酰胺中的未反應單體,此法大大節約了溶劑,且能去除單體。

    較普通的是日本公開專利提出的方法:將聚丙烯酰胺膠凍粉碎成1-2毫米的粒子,在甲醇中浸漬,甲醇濃度為整個體系所有揮發成分的65%,從除單體考慮,可使甲醇濃度為65-85%,在攪拌下,將體系溫度升到30℃,處理得到沒有粘性的膠凍粒子,在用攪拌型真空干燥器進行減壓干燥,操作絕對壓力20-30mmHg,干燥溫度為60-120℃,得到干燥的聚丙烯酰胺粒子。

    甲醇沉析干燥法有許多優點,但它最大的缺點是,甲醇有毒,工業化生產不安全,且要設置溶劑回收裝置。

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