聚丙烯酸# 9007-20-9??#卡波姆系列

中文同義詞: 卡波姆系列;羧基乙烯共聚物;卡波姆;聚丙烯酸;卡波姆934P;卡波姆941

英文名稱: POLY(ACRYLIC ACID)

英文同義詞: CARBOMER 1622;CARBOMER 672;CARBOMER 690;CARBOMER;CARBOMER 910;CARBOMER 934;CARBOMER 934P;CARBOMER 941

CAS號: 9007-20-9

分子式: (C3H4O2)n

分子量: 0

EINECS號: 202-415-4

概述 聚丙烯酸，簡稱PAA，別名2-丙烯酸均聚物、丙烯酸類樹脂涂料、丙烯酸樹脂、丙烯酸單體聚合物、丙烯酸改性樹脂、丙烯酸樹脂乳液，是一種水溶性的丙烯酸的聚合物，也溶于某些極性溶劑，如甲醇、二烷和乙二醇等。電離常數4.75。由于分子中含有大量羧基，故可與堿、醇、胺發生反應，還可進行脫水、降解和絡合反應。可作增稠劑、分散劑、絮凝劑、膠粘劑和成膜劑等，廣泛用于涂料、塑料、 造紙、紡織、橡膠、食品、醫藥、化妝品及水處理等工業中。

理化性質 低分子量的聚丙烯酸是無色透明的固體。它的20%～30%水溶液是淡 黃色或無色粘稠狀液體。分子量500～5000， pH值為2～4。其離解 常數大致在5×10-5左右，和醋酸的離解常數相近(1.8×10-5)，比碳酸的第一離解常數要大得多。因此，聚丙烯酸是一個比碳酸強的弱酸。它一般對強酸、強堿、氧化劑都是穩定的，但在高溫或長期光照下，低分子量的聚丙烯酸仍會再聚，使 其分子量繼續增加，粘度也隨之增大，最后成為膠凍狀態的固體從水溶液中析出。它是一種螯合劑又是晶格歪曲劑，能與水中的金 屬離子如鈣、鎂等形成穩定的絡合物。又有著良好的分散性能，可分散水中結晶狀化合物、泥土、粉塵、腐蝕性物質和生物碎屑等 無定型顆粒。

制備方法 以丙烯酸為單體在引發劑存在下進行聚合而得。

丙烯酸的制法

a.氰乙醇法 以氯乙醇為原料，與*瓜得氰乙醇。氰乙醇在硫酸存在的情況下于175℃水解得丙烯酸。

氰乙醇法合成聚丙烯酸

圖1為氰乙醇法合成聚丙烯酸

b.丙烯腈水解法 以丙烯腈為原料在硫酸存在下水解生成丙烯酰胺的硫酸鹽，再水解得到丙烯酸。

丙烯腈水解法合成聚丙烯酸

圖2為丙烯腈水解法合成聚丙烯酸

c.雷佩法 與改良雷佩法 將乙炔溶于四氫呋喃中，計量后加入反應釜。在溴化鎳和溴化銅組成的催化劑存在下通一氧化碳和水，在200～225℃下，7.8～9.8 MPa反應。

雷佩法合成聚丙烯酸

圖3為雷佩法合成聚丙烯酸

d.丙烯醛氧化法 將丙烯，空氣，水按1:10:6 （V）的比例進行混合，然后通入第一沸騰床，在鋁、釩、磷、鐵、鋁、鎳、鉀的催化下于370～390℃停留5.5s，線速度0.6m/s。然后進入第二沸騰床，在鋁－釩＝鎢催化下，停留2.25s，反應溫度控制在270～300℃。丙烯酸的空時收率為55～60 kg/m·h，這種方法安全，污染輕，成本低，是國內外生產的主要方法。

丙烯醛氧化法合成聚丙烯酸

圖4為丙烯醛氧化法合成聚丙烯酸

聚丙烯酸的制備 將去離子水加入聚合釜中，加熱60～100℃，開始滴加過硫酸銨和丙烯酸的混合溶液（用去離子水配置）。滴畢后，繼續保溫攪拌3～4h。即得產品。將530kg去離子水加入聚合釜中，加入41kg平平加OS-15攪拌溶解。再加入4kg十二烷基硫酸鈉，攪拌溶解后在20min內加入68kg混合單體（丙烯酸丁酯，丙烯腈）。攪拌15mi后加入1.5%的過硫酸銨水溶液30kg，30min內加完。繼續攪拌15min后緩慢升溫至70℃，開始滴加混合單體（272kg），大約1h滴完。加完后在80℃保溫攪拌1h。

反應完畢后降溫至40℃左右，加入70kg平平加OS-15，攪拌15min后過濾，除去雜質得產品

e.采用溶液聚合方法，以丙烯酸為原料，經水稀釋后，在引發劑作用下聚合而成。丙烯酸聚合既快又放熱，為實現對聚合過程的控制，用于循環水處理的聚丙烯酸制取中，通常把丙烯酸配成40%以下的水溶液進行聚合，聚合溫度通常控制在50～150℃。常用引發劑為過硫酸銨和亞硫酸鈉，在聚合過程中還常

加少量的 （ ＜5%）巰基琥珀酸、異丙醇等做緩聚劑，對苯二酚或鄰苯二酚用作阻聚劑。將一定化學計量的去離子水加入到裝有電動攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的反應器中，開動攪拌并將反應溫度升至80℃左右、將計量的巰基乙酸或異丙醇加入到反應器中與水混溶。將化學計量的過硫酸銨用計量的水配成稀溶液，置于聚合反應器上的滴液漏斗中，將計量的丙烯酸 （AA）單體與一定量水混合，置于聚合反應器上的另一滴液漏斗中。當反應器中的水溫達到反應所需要的溫度后，開始滴加丙烯酸單體水溶液和引發劑過硫酸銨水溶液，控制滴加速度使反應溫度在85～90℃之間，聚合反應3～5H。反應完成后，將聚合液冷卻至室溫，取樣分析各項技術指標，符合要求后分裝。

作用機理 聚丙烯酸是一類常用的工業循環冷卻水的阻垢劑, 聚丙烯酸通過配位螯合作用吸附于微溶的無機鹽的微晶粒上,或者將數個微晶粒連成彼此有相當距離的疏松微粒團, 阻礙微粒相互接觸而長大, 使之長時間的分散在水中。聚丙烯酸的阻垢性能與分子量密切相關, 分子量為2000～6000或3000～5000的聚丙烯酸對碳酸鈣和磷酸鈣垢具有良好的阻垢作用。

應用 1.在工業水處理中用作阻垢分散劑。配伍性良好。亦可作飲水前處理。在制備氧化鋁中用以分離赤泥。在氯堿廠用以精制鹽水多用于化妝品的制造，做軟膏可促進灰黃霉的吸收，又可用于藥物控制釋放。用于配制皮革及某些高檔商品的涂飾劑，制取丙烯酸樹脂漆類等用于固定鉻鹽、助鞣、降低鉻污染等用于改進聚氯乙烯的加工性能用作緩蝕防垢劑、水質穩定劑、淬火劑、增稠劑等用作皮革涂飾填充劑、紡織漿料和水質穩定劑用于制造丙烯酸樹脂漆類可用作皮革涂飾劑中的成膜劑和粘合劑，也用于制聚丙烯酸樹脂乳膠漆等廣泛用于面革，服裝革，手套革等輕革的裝飾，能增強革的耐彎曲性，延伸性，耐光，耐老化性，耐寒，耐熱性，是配合顏料膏修飾粒面革的主要修飾成膜劑。

2.可用作優良的懸浮劑、乳化劑、高級化妝品的透明基質及藥品輔料基質,也是最有效的水溶性增稠劑,也用于牙膏,作增稠劑和黏結劑,可與其他聚合物配伍使用.

3.是一種常用的分散劑，能將碳酸鈣、硫酸鈣等鹽類的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，從而達到阻垢目的。除用于循環冷卻水系統作阻垢分散劑外，還廣泛應用于造紙和紡織、印染、陶瓷、涂料等行業。

4.應用于化工、化肥、印染、發電等的水處理。

主要參考資料 [1]王大全 主編.精細化工辭典.北京：化學工業出版社.1998.第348頁.

[2]吳世敏,印德麟 主編.簡明精細化工大辭典.沈陽：遼寧科學技術出版社.1999.第922頁.