[發明專利]一種分子量為20～45萬的低分子量聚丙烯酰胺合成方法

有效

• 申請號: 201110271370.5
• 申請日: 2011-09-14
• 公開（公告）號: CN102432721A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 趙獻增;曹金麗;張彥昌;李天仚;王冬梅;張文楠;董學亮
• 申請（專利權）人: 河南省科學院高新技術研究中心
• 主分類號: C08F120/56
• 分類號: C08F120/56;C08F2/10
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發明涉及高分子化合物聚丙烯酰胺的合成方法，尤其涉及一種分子量為（20～45）×10⁴低分子量聚丙烯酰胺的合成方法，屬高分子合成領域。

背景技術

低分子量（分子量<100×10⁴）聚丙烯酰胺作為粘合劑、添加劑、分散劑、乳化劑、增粘劑應用于建筑裝飾、造紙、紡織、印染、耐火材料、陶瓷、化工等領域。由于丙烯酰胺單體的聚合活性高，反應熱效應大，實驗室合成和工業生產直接制備低分子量聚丙烯酰胺比較困難。

采用沉淀聚合可以合成低分子量聚丙烯酰胺，但合成過程使用大量有機溶劑，存在一定的不安全因素。《華北工學院學報》（2000年第21卷第4期，312～315頁）“沉淀聚合法合成聚丙烯酰胺”中采用丙酮為溶劑，以BPO-N，N二甲基苯胺為氧化還原引發劑，在12-30%單體質量百分比濃度下，合成的聚丙烯酰胺分子量為（60～90）×10⁴；《福建師范大學學報（自然科學版）》（2002年第18卷第4期，61～63頁）“沉淀聚合法制備低分子量聚丙烯酰胺”中，報道了采用乙醇和丙酮作為溶劑，以AIBN為引發劑，通過調整乙醇和丙酮的質量比，合成了低分子量聚丙烯酰胺，在單體質量百分比濃度分別為5%和30%時，合成的聚丙烯酰胺分子量最低分別為2×10⁴和9.3×10⁴。

水溶液聚合低分子量聚丙烯酰胺也有少量報道。《安徽化工》（1992年第2期，17～19頁）“低分子量聚丙烯酰胺的制備與應用”中報道了在單體質量百分比濃度為20%時，以過硫酸銨-亞硫酸氫鈉為引發體系，合成出分子量為（23～40）×10⁴聚丙烯酰胺；《南通職業大學學報》（2001年15卷第2期，21～23頁）“聚丙烯酰胺的合成與應用”中報道了在單體質量百分比濃度為10%時，以過硫酸鉀-氮三丙胺為引發體系，合成出分子量為62×10⁴聚丙烯酰胺。本技術主要發明者曾在ZL03126303.8中，以異丙醇為鏈轉移劑和移熱溶劑，在單體質量百分比濃度為30%時，合成出分子量（2～12）×10⁴的聚丙烯酰胺；在ZL200810048457.5中，以乙醇為移熱溶劑，甲酸鈉為鏈轉移劑，在40%單體質量百分比濃度下，合成的聚丙烯酰胺分子量為（1～2.6）×10⁴，但不能合成分子量大于12×10⁴的低分子量聚丙烯酰胺。本發明在以上發明基礎上進一步進行了改進，合成了分子量為（20～45）×10⁴的低分子量聚丙烯酰胺。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用水溶液聚合，分子量范圍在（20～45）×10⁴_、水溶性良好的的低分子量聚丙烯酰胺的合成方法。

為了實現本發明目的，技術方案如下：采用水溶液聚合法，以C₃～C₄酮類為移熱溶劑和鏈轉移劑，過硫酸銨為引發劑，乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA）為穩定劑，通過調節鏈轉移劑和引發劑過硫酸銨的用量合成低分子量聚丙烯酰胺，具體步驟如下：

⑴單體制備：100.0g質量百分比濃度為40%的丙烯酰胺水溶液，加水配制成質量百分比濃度為13.50%～16.5%的丙烯酰胺水溶液，0.2～0.6g過硫酸銨溶于10.0g水中配制成引發劑溶液；

⑵在反應器中加入5.0～20.0g?C₃～C₄酮類溶劑、20.0g上述配制好的丙烯酰胺水溶液、3.0g質量百分比濃度為3%的乙二胺四乙酸二鈉鹽溶液、1.2g上述配制好的過硫酸銨引發劑溶液，攪拌，逐步升溫至回流；

⑶在保持攪拌和回流狀態下，分別從恒壓漏斗中連續滴加剩余的丙烯酰胺溶液和剩余的過硫酸銨引發劑溶液，在1.5小時內滴加完畢；

⑷回流保持反應2小時，常壓狀態下蒸出C₃～C₄酮類溶劑和水混合物，降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。

按照GB17514-1998測定合成出的低分子量聚丙烯酰胺，其分子量為（20～45）×10⁴。

本發明的有益效果在于：該合成方法采用水溶液聚合，分子量容易控制，操作簡單，可以合成特定分子量段的低分子量聚丙烯酰胺。由此方法合成的低分子量聚丙烯酰胺具有良好的水溶性，適用于高分子助乳化劑、分散劑、粘合劑、增粘劑、紡織助劑等。

具體實施方式