水溶液聚合后的提纯
沉淀法
当聚丙烯酰胺通过水溶液聚合得到产品后,可利用沉淀法提纯。因为聚丙烯酰胺在某些有机溶剂(如丙酮、乙醇等)中的溶解度较低。在聚合反应结束后,将反应液缓慢滴加到大量的有机溶剂中,聚丙烯酰胺会因溶解度降低而沉淀出来。例如,把含有聚丙烯酰胺的水溶液滴入过量的丙酮中,聚丙烯酰胺分子链之间会相互缠绕并从溶液中析出,而未反应的单体(如丙烯酰胺)以及一些小分子杂质由于在丙酮中的溶解度不同,会留在溶液中,从而实现分离提纯。
透析法
对于低分子量杂质和未反应的单体,可以采用透析法。透析是利用半透膜的选择性透过性来分离杂质。将含有聚丙烯酰胺的溶液装入透析袋(半透膜),然后把透析袋放入大量的纯净水中。小分子杂质和未反应的单体(分子量小)可以透过半透膜扩散到外部的水中,而聚丙烯酰胺分子(分子量较大)则被保留在透析袋内。通过定期更换外部的水,可以逐渐降低袋内杂质的浓度,达到提纯的目的。
反相乳液聚合后的提纯
破乳 - 萃取法
在反相乳液聚合中,需要破乳。可以通过加入破乳剂(如电解质溶液)来破坏乳液体系。当乳液被破坏后,油相和水相分离,聚丙烯酰胺主要存在于水相中。然后可以采用萃取的方法进一步分离杂质。例如,使用合适的有机溶剂对水相进行萃取,将一些有机杂质萃取到有机溶剂中,而聚丙烯酰胺留在水相,经过多次萃取后可以提高聚丙烯酰胺的纯度。
悬浮聚合后的提纯
过滤 - 洗涤法
悬浮聚合得到的聚丙烯酰胺产品呈颗粒状。通过过滤将聚丙烯酰胺颗粒从反应体系中分离出来,然后用适当的溶剂(如去离子水或有机溶剂)进行反复洗涤。在洗涤过程中,未反应的单体、引发剂残留以及其他杂质会随着溶剂被洗去,从而达到提纯聚丙烯酰胺的目的。例如,用大量的去离子水冲洗过滤后的聚丙烯酰胺颗粒,去除颗粒表面附着的杂质,提高产品纯度。