[發(fā)明專利]用于制備可生物降解水溶性聚合物的中間產(chǎn)物的制備工藝

無效

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• 申請(qǐng)日: 2012-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN103709290A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 雷林
• 主分類號(hào): C08F122/06
• 分類號(hào): C08F122/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于制備可生物降解水溶性聚合物的中間產(chǎn)物的制備工藝。

背景技術(shù)

水溶性聚合物是指親水性的高分子材料，即在水中能溶解或溶脹而形成溶液或分散液的高分子材料。

水溶性聚合物屬于功能高分子材料，最重要的性質(zhì)是它的親水性。水溶性聚合物的親水性來自其分子中含有的親水基團(tuán)。最常見的親水基團(tuán)包括羧基、羥基、酸胺基、胺基、醚基等。這些基團(tuán)不但使高分子具有親水性，而且還可以發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)，生成具有新性質(zhì)的高分子化合物。由于其獨(dú)特的性能，水溶性聚合物發(fā)展很快，現(xiàn)已具有一定的規(guī)模，形成了水溶性聚合物產(chǎn)業(yè)。它與表面活性劑產(chǎn)業(yè)一起，被稱為精細(xì)化工的兩大支柱。

近年來，水溶性聚合物廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，在石油開采、造紙、紡織、水處理、醫(yī)藥、化妝品、陶瓷、食品、日用工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的用途。

水溶性的烯鍵單體是制備水溶性聚合物的主要原材料，是其性能、功能和用途的重要決定因素之一。水溶性聚合物主鏈分子結(jié)構(gòu)的空間排布為線性分子結(jié)構(gòu)，因決定聚合物性質(zhì)的唯一研究方法是其溶液的性質(zhì)，故溶解狀態(tài)上，發(fā)生水溶脹。制備手段可采用化學(xué)引發(fā)、光引發(fā)、輻射引發(fā)、接枝、互穿/半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，大分子組合化學(xué)等技術(shù)來獲得所要求的聚合物。

經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，水溶性高分子材料已經(jīng)從最初的幾個(gè)系列產(chǎn)品，發(fā)展成為完整的水溶性高分子工業(yè)，并以其難以替代的卓越性能，在石油開采、造紙、紡織、水處理、醫(yī)藥、化妝品、陶瓷、食品、日用工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域有著廣泛的用途。

水溶性高分子幾乎應(yīng)用于油氣田開采的整個(gè)過程，從鉆井、固井、完井到三次采油、油氣集輸，均使用了包括天然、半合成、合成幾個(gè)大類的各種水溶性高分子材料。石油開采過程中使用水溶性高分子材料最為集中的包括三個(gè)方面為：鉆井、壓裂和三次采油。

聚合物的生物降解是指在各種生物作用下，聚合物發(fā)生降解、同化的過程。降解機(jī)理依據(jù)聚合物的性質(zhì)和白然環(huán)境的不同可分為兩類：一是通過活性或非活性水解將高分子聚合物斷裂成低分子量物質(zhì)，然后發(fā)生生物同化(水-生物降解)，這是雜鏈高分子，如纖維素、淀粉以及聚乳酸(PLA)脂肪族類聚合物發(fā)生生物降解的主要過程。最近有資料表明，光氧化作用對(duì)水-生物降解有加速作用。這類聚合物適宜制作衛(wèi)生用品，而不適宜于農(nóng)業(yè)或工業(yè)包裝業(yè)；二是聚合物發(fā)生過氧化作用而斷裂成低分子量的物質(zhì)，然后發(fā)生生物同化(氧化-生物降解)，碳鏈高分子的降解機(jī)理屬于此類。由此可見，生物降解與光作用、水作用、氧化作用相互促進(jìn)，并具有協(xié)同效應(yīng)。

可生物降解聚合物材料是相對(duì)通用聚合物而言的，廣義上認(rèn)為材料在使用廢棄后，在一定條件下會(huì)自動(dòng)分解而消失掉。嚴(yán)格地說降解塑料是在特定的環(huán)境條件下，其化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化并造成某些性能下降的能被生物體侵蝕或代謝而降解的材料。隨著對(duì)可生物降解高分子材料研究的不斷深入，現(xiàn)已經(jīng)對(duì)可生物降解高分子材料的概念做出了非常科學(xué)的定義。降解材料是指通過自然界微生物(細(xì)菌、真菌等)作用而發(fā)生降解的高分子聚合物。

在幾大類水溶性聚合物中，由于天然聚合物是以葡萄糖或氨基酸等為結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的大分子，降解后的成分可作為微生物的養(yǎng)分，因此這類高分子可以生物降解；半合成高分子其主鏈的結(jié)構(gòu)與天然高分子相同，因此也可生物降解，但這兩類高分子化合物的種類有限，性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)和生活的要求。合成類水溶性高分子品種多，性能各異，并可通過改變?cè)蠁误w的種類和比例進(jìn)行調(diào)節(jié)和改變，可生產(chǎn)出能滿足不同需求的聚合物產(chǎn)品，因此，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其用量占水溶性高分子總量的60％以上。這類高分子的不足之處是主鏈全部由碳原子構(gòu)成，化學(xué)穩(wěn)定性好，其結(jié)構(gòu)決定了該類高分子不能生物降解，自然降解的速度也非常緩慢，難以進(jìn)入生態(tài)循環(huán)，在自然界的累積越來越多，對(duì)環(huán)境的污染日益嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種用于制備可生物降解水溶性聚合物的中間產(chǎn)物的制備工藝，該制備工藝能制備出合成可生物降解水溶性聚合物的中間產(chǎn)物，且制備工藝簡(jiǎn)單，制備成本低，易于操作，制備出的目標(biāo)產(chǎn)物具有較高的性能。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：用于制備可生物降解水溶性聚合物的中間產(chǎn)物的制備工藝，包括以下步驟：

(a)稱取馬來酸酐平穩(wěn)地倒入實(shí)驗(yàn)容器中；

(b)再稱取硫酸銨和蒸餾水，加入催化劑，一起注入實(shí)驗(yàn)容器中；

(c)開動(dòng)攪拌器，恒溫；

(d)反應(yīng)開始立即放出大量的熱，溫度升至80℃以上并得乳白色濁液，繼續(xù)攪拌至懸浮物完全溶解，得澄清均相溶液；