聚丙烯酰胺的分子量控制

丙烯酰胺水溶液聚合，是生产PAM最常用的方法之一。在水溶液聚合反应要控制的指标包括聚合度(分子量)、聚合速率、分子量分布等。聚合速率是聚合过程指标，聚合度及分子量分布是聚合结果指标。在许多聚合物的应用中，对分子量分布要求不高，同时，影响分子量分布因素也较复杂，很难控制。因此，在实际生产中，对于聚丙烯酰胺的质量控制，主要是指分子量控制。

(1)引发剂对分子量的影响用引发剂引发自由基聚合的动力学链长v为

式中:K为常数；[M]为单体浓度；[I]为引发剂浓度。由动力学链长公式可以看出，聚合物动力学链长与单体浓度成正比，而与引发剂的浓度平方根成反比。在不考虑其他反应时，平均聚合度Xn与动力学链长。的关系有为:当双基偶合终止时，平均聚合度Xn=2v；歧化终止时，Xn=v，兼有两种终止时，则。v＜Xn<2v，可按比例计算，式中C和D分别代表偶合终止和歧化终止的分率。由此可知，引发剂的用量对聚合物平均分子量产生显著的影响。

(2)聚合温度对分子量的影响

实验发现，引发剂引发聚合时，产物的平均聚合度将随温度的升高而降低。热引发时，温度对聚合度的影响与引发剂引发时相似。光引发和辐射引发时，温度对聚合度聚合速率的影响较小，故其聚合可在较低的温度下聚合。由于聚合物温度随引发温度的升高而升高，由于聚合热的存在，易使聚合物长链分子发生交联，不溶物增多，聚合物分子量降低，溶解性变差。因此，在聚丙烯酰胺的实际生产中，如何解决聚合过程中的散热问题是一个重要的技术难题。

(3)链转移反应对分子量的影响

在自由基聚合反应中，链转移反应对平均聚合度的影响可用下式表示:

在上式中是链转移反应对平均聚合度影响的定量关系式，右边四项分别代表正常聚合、向单体转移、向引发剂转移及向溶剂转移对平均聚合度的贡献。对于某一特定反应体系，并不一定包括所有转移反应，只是对于特定的聚合体系而言，其中的一种或几种链转移常数比较大。

在自由基聚合工业生产中，分别可采取引发剂用量、链转移剂、聚合温度、单体浓度等来控制聚合物分子量。在聚丙烯酰胺生产中，主要采用链转移剂、引发剂用量来控制聚丙烯酰胺来调节分子量大小。