[發明專利]一種側鏈接枝聚己內酯的疏水締合聚丙烯酰胺及制備方法

有效

• 申請號: 200710039516.7
• 申請日: 2007-04-16
• 公開（公告）號: CN101054429A
• 公開（公告）日: 2007-10-17
• 發明（設計）人: 陳建定;黃海蓉;於定華;楊景輝;馬新勝
• 申請（專利權）人: 上海華明高技術（集團）有限公司;華東理工大學
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08F220/56;C08F4/30;C08F4/40
• 代理公司: 上海光華專利事務所
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及疏水締合水溶性聚合物及其制備方法，特別涉及一種疏水締合聚丙烯酰胺及其制備方法。

背景技術

聚丙烯酰胺是應用非常廣泛的一種水溶性高分子，有“百業助劑”之稱。但傳統聚丙烯酰胺在使用過程中也有不足之處，主要表現在耐鹽性、耐溫性差，受剪切作用易降解、沉淀，導致其使用效能降低。國內外學者對聚丙烯酰胺的改性已開展了大量研究，其中疏水締合型聚丙烯酰胺的開發成為目前研究的一個熱點。

疏水締合水溶性聚合物是指聚合物親水性大分子的主鏈或側基上引入少量疏水基團(摩爾分數≤10％)的水溶性聚合物。疏水締合水溶性聚合物在水溶液中通過疏水基團發生締合作用，超過臨界締合濃度則通過分子鏈之間締合產生動態物理交聯網絡，使流體呈現獨特的流變性能，如高的增粘能力及對剪切作用的特殊響應，可用于調節流體粘度、流變性能等，在油田三次采油、油漆涂料、造紙、水處理、醫藥等行業有廣泛的優異的應用前景。

目前合成疏水締合聚合物最常用的方法是膠束聚合法，但膠束聚合法需要添加表面活性劑，既增加了生產成本，又增加了分離和純化等后處理過程的復雜性。近年來對聚丙烯酰胺的性能要求越來越高，由此向傳統的聚丙烯酰胺生產方法提出了挑戰，如何保證在較低的生產成本下開發出新的水溶性聚合物以滿足應用領域的高性能要求，是目前十分關注的課題。

發明內容

本發明的目的是提供一種側鏈接枝聚己內酯的疏水締合聚丙烯酰胺及制備方法，以滿足有關領域發展的需要。

本發明的一種側鏈接枝聚己內酯的疏水締合聚丙烯酰胺，其分子鏈結構如式(I)所示：

所得共聚物的平均分子量為1000,000～2000,000，丙烯酰胺的單體單元數與所述結構如式II的側鏈接枝聚己內酯長鏈疏水單體的單體單元數的物質的量之比(m∶n)為95～99.9∶0.1～5，m＝12000～30000，n＝100～200，x＝10～20。

本發明的聚合物，可采用常規的方法，如紅外進行鑒別。

本發明的聚合物溶于水，不溶于大多數有機溶劑。

本發明的疏水締合聚丙烯酰胺(I)的制備方法包括如下步驟：

在惰性氣體氛圍中，將丙烯酰胺、所述結構如式(II)的疏水單體和水攪拌混合，然后加入引發劑水溶液進行聚合反應，反應結束后倒入沉淀劑中沉淀得到聚合物顆粒；

聚合反應溫度為30～80℃，反應時間為6～12小時；

所述惰性氣體可以選用氮氣、氬氣等，優選氮氣；

所說的引發劑為常規的引發劑，優選過硫酸鉀、過硫酸銨或氧化-還原引發體系，如過硫酸鉀-亞硫酸氫鈉、過硫酸鉀-亞硫酸鐵等，用量為丙烯酰胺和疏水單體總重量的0.1～0.2％；

沉淀劑選自丙酮、甲醇或乙醇中的-種；

制備反應中，水的用量為丙烯酰胺和疏水單體總重量的10～20倍；

所述疏水單體是由己內酯和2-烯丙氧基乙醇在引發劑作用下經過本體聚合得到的，反應溫度在100～150℃，反應時間為6～12小時，所述的引發劑選自二辛酸亞錫和鈦酸酯中的一種，用量為己內酯的0.5‰～5‰(摩爾百分比)；

本發明采用水溶液聚合法在水溶性大分子鏈上引入長鏈疏水單體，該單體具有較大的疏水體積，能增強聚合物鏈的疏水作用；通過控制疏水單體的加入量以及疏水單體中接枝聚己內酯長鏈的長度，可控制疏水鏈段的含量，利用聚己內酯側鏈的疏水締合作用來調節共聚物的疏水效應，從而達到預期較好的增粘效果。本發明疏水締合聚丙烯酰胺在高溫、高礦化度下仍具有很好的增粘效果，改進了聚丙烯酰胺的性能，可應用于油田開采、工業水處理、污水處理、造紙、涂料等許多領域。同時本發明制備得到的共聚物，原料易得，制備方法簡便，適宜于工業化生產。

附圖說明

圖1為聚合物3的紅外圖譜；

圖2為聚合物3在去離子水和2000ppm礦化度鹽水中在室溫下的粘濃關系曲線；

圖3為濃度為1％(質量百分比)的聚合物3水溶液的粘溫關系曲線。

具體實施方式

實施例1

疏水單體的合成：

在裝有機械攪拌裝置，通有冷凝管的250ml三口燒瓶內加45.63g己內酯和2.55g?2-烯丙氧基乙醇，升溫至100℃，在氮氣氛圍下攪拌30min后加入5ml溶有二辛酸亞錫的甲苯溶液(c＝0.25mol/L)，恒溫反應12h，得透明均相溶液。產物用甲醇二次沉淀，無水乙醇回流抽提24h。40℃真空干燥至恒重，最終得到白色粉末為較純凈單體。M＝1911，x＝16。

疏水單體-丙烯酰胺共聚物的合成：