分子量范围概述
非离子聚丙烯酰胺的分子量一般在几百万到一千万左右。其分子量大小主要取决于聚合反应的条件,包括引发剂的种类和用量、反应温度、反应时间以及单体浓度等诸多因素。
影响分子量的因素及对应的分子量情况
引发剂因素:不同的引发剂对聚合反应的速率和聚合程度有不同的影响,从而影响分子量。例如,使用过硫酸铵作为引发剂,在适当的浓度下(如 0.1% - 0.5%),可以使非离子聚丙烯酰胺的分子量达到 800 万 - 1200 万。如果引发剂浓度过高,聚合反应速度过快,生成的聚合物分子量会偏低,因为过快的反应会导致链终止反应提前发生;而引发剂浓度过低,反应速度过慢,也不利于形成高分子量的聚合物。
反应温度影响:反应温度是另一个关键因素。一般较低的温度有利于生成高分子量的非离子聚丙烯酰胺。在温度为 10 - 20℃时,通过控制其他反应条件,分子量可以达到 1500 万 - 2000 万。这是因为低温环境下,链增长反应的速率相对链终止反应的速率更占优势,使得分子链能够不断增长。相反,温度升高时,链终止反应速率加快,生成的聚合物分子量会降低。例如,当温度升高到 40 - 50℃时,分子量只能达到 400 万 - 800 万。
反应时间作用:足够的反应时间对于获得高分子量的非离子聚丙烯酰胺是必要的。在其他条件适宜的情况下,反应时间越长,分子量越高。,聚合反应持续 8 - 12 小时左右,分子量可以达到较高水平,如 1000 万 - 1800 万。如果反应时间过短,如仅反应 2 - 3 小时,分子量较低,大概在 300 万 - 600 万,因为分子链还没有充分增长就停止了反应。
单体浓度关联:丙烯酰胺单体的浓度也会影响非离子聚丙烯酰胺的分子量。较高的单体浓度为分子链的增长提供了更多的原料,有利于生成高分子量的聚合物。当单体浓度在 20% - 30%(质量分数)时,在合适的反应条件下,分子量可达到 1200 万 - 1800 万。不过,单体浓度过高会导致聚合反应过于剧烈,引发散热困难等问题,从而影响分子量的稳定增长。