在较低的引发温度下,以往引发剂的活性较低,自由基数量少,链传递往往不能顺利进行,导致聚合不完全,残余单体偏高。在较高的温度下,引发剂引发产生大量的自由基,体系的链转移速率常数Kt的增加远大于链增长速率常数Kp的增加,使相对分子质量降低。要获得高相对分子质量聚合物,理想的引发温度应该尽可能低,可通过采取高活性的低温复合引发体系产生足够量的活性自由基,使链增长能顺利进行。由于丙烯酰胺聚合反应属于强放热反应,1000kg丙烯酰胺聚合约放出4862kJ的热量,即每增加1%浓度的丙烯酰胺,聚合温度升高约3℃。
以聚丙烯酰胺生产装置聚合方法中丙烯酰胺浓度为25%计算,放出的聚合热可使体系温度升高75℃左右。随着温度升高,聚丙烯酰胺相对分子质量下降,特别是初始温度高于15℃以后,聚丙烯酰胺的相对分子质量会显著下降。研究发现降低聚合初始温度(To)来提高相对分子质量,但初始温度过低反应速度变慢,甚至不能完全反应。检测结果表明相对分子质量虽很高,但其他指标均无法保证。分析认为,初始温度偏低。所使用的引发剂不能正常引发聚合,而反应后段温度过低,后段引发剂没有完全参与反应,导致反应不完全,产品溶解性能较差。因此,要降低聚合初始温度,必须选用活化能较高的引发剂,在保证反应完全的前提下降低反应速度