[發(fā)明專利]酸變性淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液及其合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910063729.2
• 申請日: 2009-08-26
• 公開（公告）號: CN101643530A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王光華;康巍;李文兵;劉漢斌;黃婷婷;梁玉河
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢科技大學(xué)
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F2/22
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 樊 戎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于聚丙烯酰胺水包水乳液的合成技術(shù)領(lǐng)域。涉及一種酸變性淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液及其合成方法。

背景技術(shù)

聚丙烯酰胺(PAM)在美國和西歐的主要應(yīng)用領(lǐng)域是水處理，日本的最大應(yīng)用領(lǐng)域則是造紙工業(yè)。PAM在我國石油、水處理和造紙三大行業(yè)中的應(yīng)用尤顯重要。

傳統(tǒng)使用的PAM一般是水溶液、粉末狀或油包水乳液，它們在合成方法和使用時均存在明顯的缺陷：水溶液PAM固含量比較低，且相對分子質(zhì)量不易控制，成本高；粉末狀PAM生產(chǎn)時需要專門的干燥設(shè)備，使用時需要高速攪拌和加熱，耗時費力；油包水乳液PAM分散在油中，使用后造成了水系統(tǒng)和環(huán)境的污染。由此傳統(tǒng)的PAM自身存在的缺陷使其在石油、水處理、造紙等行業(yè)中的應(yīng)用受到一定的限制。例如淀粉接枝聚丙烯酰胺油包水乳液的制備方法，存在對環(huán)境造成二次污染的缺點。例如聚丙烯酰胺水包水乳液及其制備方法，其僅采用丙烯酰胺作為單體，價格比淀粉昂貴。因此尋找更加環(huán)保和經(jīng)濟的PAM合成方法成為各國關(guān)注的熱點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述技術(shù)缺陷，目的是提供一種無環(huán)境二次污染、成本低、接枝效率及產(chǎn)率高的酸變性淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液及其合成方法。

為實現(xiàn)上述方法，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

第一步：按質(zhì)量比將無機酸∶玉米淀粉∶去離子水為1∶(1.5～4)∶(1.5～4)混合均勻，在40～70℃條件下于反應(yīng)釜中攪拌2～6小時，冷卻；再邊攪拌邊加入堿溶液于反應(yīng)釜中至PH＝7，干燥后即得酸變性淀粉；

第二步：按質(zhì)量比將輔助穩(wěn)定劑∶無機鹽∶穩(wěn)定劑∶酸變性淀粉∶去離子水為1∶(4～6)∶(7～10)∶(2～5)∶(35～50)混合均勻置于另一個反應(yīng)釜中，在室溫條件下通入氮氣20～40分鐘，在70～90℃條件下于該反應(yīng)釜中攪拌保溫0.5～1.5小時，并自然冷卻至35～70℃，得到酸變性淀粉乳液；

第三步：按引發(fā)劑∶輔助穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為(0.01～0.03)∶1，將引發(fā)劑加入第二步所述的反應(yīng)釜及所得到的酸變性淀粉乳液中，在35～70℃條件下攪拌5～20分鐘，得到酸變性淀粉自由基乳液；

第四步：按單體丙烯酰胺∶輔助穩(wěn)定劑的質(zhì)量比為(3～9)∶1，將單體丙烯酰胺加入第三步所述的反應(yīng)釜及所得到的酸變性淀粉自由基乳液中，在35～70℃條件下攪拌3～6小時，冷卻后得到酸變性淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液。

所述的無機酸為硝酸、硫酸、鹽酸、磷酸中的一種。

所述的穩(wěn)定劑為聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、聚丙烯酰胺基丙基二甲基芐基氯化銨、聚乙二醇、聚甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨中的一種。

所述的輔助穩(wěn)定劑為十二烷基硫酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基苯磺酸鈉、二異丙基萘磺酸鈉中的一種。

所述的無機鹽為硫酸銨、硫酸鉀、磷酸氫二鈉、硫酸鈉中的一種。

所述的引發(fā)劑為硝酸鈰銨、高錳酸鉀、過氧化氫、過硫酸銨中的一種。

由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的輔助穩(wěn)定劑為一種表面活性劑，它能使連續(xù)相稠化，避免顆粒凝聚。

水包水乳液能將水溶性聚合物分散在水相中，使用時不會造成環(huán)境污染。

采用的酸變性淀粉是對玉米淀粉進行了無機酸酸化處理，降低玉米淀粉的分子量，使玉米淀粉分子更好溶解在水中，增加玉米淀粉分子與丙烯酰胺單體接觸的機率，從而提高了產(chǎn)品的接枝效率及產(chǎn)率。

玉米淀粉資源豐富，價格低廉，經(jīng)酸化處理的酸變性淀粉基天然高分子絮凝劑具有電荷密度高、絮凝效果好、無毒、可生物降解等優(yōu)點，故作為淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液的原料成本低。

因此，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)無機酸酸化處理淀粉，提高了淀粉接枝聚丙烯酰胺的接枝效率及產(chǎn)率；

(2)水包水反應(yīng)體系，制得的淀粉接枝產(chǎn)物溶解性好；

(3)連續(xù)相為水相，不會形成二次污染；

(4)玉米淀粉成本低，產(chǎn)品性價比高。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明作進一步的描述，并非對保護范圍的限制：

實施例1

一種酸變性淀粉接枝聚丙烯酰胺水包水乳液及其合成方法。合成步驟如下：

第一步：按質(zhì)量比將硝酸∶玉米淀粉∶去離子水為1∶(1.5～2)∶(3～4)混合均勻，在60～70℃條件下于反應(yīng)釜中攪拌5～6小時，冷卻；再邊攪拌邊加入堿溶液于反應(yīng)釜中至PH＝7，干燥后即得酸變性淀粉；