On the synthesis of acrylamide oligomers

The synthesis of low‐molecular‐weight poly(acrylamide)s (M̄n = 500 – 1 000) is described. Metal‐activated and non‐activated polymerization in aqueous solution was investigated employing hydrogen peroxide as initiator. Among four transition metal salts considered, Cu2+ cations proved to be the most efficient in decomposing H2O2 molecules and were used as activator. The experiments were run at three reaction temperatures (60, 80 and 95°C), at three H2O2 levels (4, 5 and 6 wt.‐% on monomer), and at four Cu2+ levels (900, 600, 300 and 0 ppm by weight of metal on monomer). Thus, ist was possible to prepare acrylamide oligomers with monomer conversions exceeding 95%, and with Mn values covering the narrow range indicated above. Within these low limits a molecular weight control is impossible, even with inclusion of the differentiated levels of Cu2+cations. Intrinsic viscosities are very low, too ([η]) = 20 – 50 cm3/g, without any relations of the individual values to variations of the given process parameters. The work provides an industrial route to very‐low‐molecular‐weight acrylamide oligomers. Die Synthese von Polyacrylamiden mit niedrigem Molekulargewicht (Mn = 500 – 1 000) durch metallaktivierte Polymerisation mit Wasserstoffperoxid in Wasser wird beschrieben. Von vier untersuchten Übergangsmetallsalzen erwiesen sich Cu2+ ‐Kationen als am effektivsten bei der Zersetzung von H2O2 und wurden deshalb als Aktivatoren verwendet. Die Versuche wurden bei drei Temperaturen (60, 80 und 95°C), drei verschiedenen H2O2‐Konzentrationen (4, 5 und 6 Gew.‐%, bezogen auf das Monomere) und vier unterschiedlichen Cu2+‐Konzentrationen (900, 600, 300 und 0 ppm, Masse des Metalls bezogen auf das Monomere) durchgeführt. Dadurch konnten bei Monomerumsätzen über 95% Acrylamid‐Oligomere mit Molekulargewichten im oben genannten Bereich erhalten werden. Innerhalb dieser Grenzen ist eine Molekulargewichtskontrolle nicht möglich, auch bei Verwendung verschiedener Cu2+‐Konzentrationen. Die Grenzviskositäten sind ebenfalls sehr niedrig ([η] = 20 – 50 cm3/g), wobei zwischen diesen Werten und den Polymerisationsbedingungen keine Beziehung gefunden werden konnte. Die Ergebnisse ermöglichen die industrielle Herstellung von Acrylamid‐Oligomeren.