[發(fā)明專利]基于控制反應(yīng)溫度的孿尾疏水單體的合成工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210471500.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103833573A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚正懷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 譚正懷
• 主分類號(hào): C07C233/09
• 分類號(hào): C07C233/09;C07C231/02
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• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于控制反應(yīng)溫度的孿尾疏水單體的合成工藝。

背景技術(shù)

疏水締合水溶性聚合物是在聚合物的親水主鏈上引入極少量疏水基團(tuán)而形成的一種水溶性聚合物。在水溶液中，疏水締合水溶性聚合物的疏水基團(tuán)由于疏水效應(yīng)趨向于締合在一起，形成分子內(nèi)和分子間的締合。疏水締合水溶性聚合物表現(xiàn)出不同于一般水溶性聚合物的特殊流變性，這些特性使疏水締合聚合物在許多工業(yè)技術(shù)中如強(qiáng)化采油、洗滌、涂料等領(lǐng)域都表現(xiàn)出巨大的潛力，因而對(duì)疏水締合水溶性聚合物的探索成為近二十年來(lái)水溶性聚合物研究領(lǐng)域中最令人感興趣的課題之一，并成為工業(yè)和學(xué)術(shù)界研究的焦點(diǎn)。

疏水締合水溶性聚合物，包括疏水改性水溶性聚合物，是指聚合物親水性大分子鏈上帶有少量疏水基團(tuán)的水溶性聚合物。在水溶性大分子鏈上引入少量的疏水基團(tuán)使其水溶液表現(xiàn)出獨(dú)特的流變性能。在一定的聚合物濃度之上，疏水部分締合形成動(dòng)態(tài)的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而形成很大的超分子鏈聚集體，增大聚合物的流體力學(xué)體積，顯著地提高溶液的粘度。小分子電解質(zhì)的加入可增加溶劑的極性，使疏水締合作用增強(qiáng)，產(chǎn)生明顯的抗鹽性。在高剪切作用下，疏水締合形成的動(dòng)態(tài)物理交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，溶液粘度下降，剪切作用降低或消除后大分子鏈間的物理交聯(lián)重新形成，粘度又將恢復(fù)，不發(fā)生一般高分子量的聚合物在高剪切速率下的不可逆機(jī)械降解。正是由于其獨(dú)特的溶液性質(zhì)，它可能在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用，如三次采油、制藥、太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換、化妝品、涂料、水處理及減阻劑等。近年來(lái)其相關(guān)研究倍受關(guān)注。

疏水親酯現(xiàn)象是很普遍的，早在1920年，在形成膠束過(guò)程中存在碳?xì)浠鶊F(tuán)間的締合。在臨界締合濃度以下，主要形成分子內(nèi)締合，其結(jié)果是使線團(tuán)收縮，流體力學(xué)體積減小；在CAC以上則主要形成以分子間締合為主的超分子結(jié)構(gòu)而具有較好的增粘性。通過(guò)分子間締合，溶液的宏觀性能上表現(xiàn)出增粘性強(qiáng)、具有一定的抗溫、抗鹽和抗剪切能力的特點(diǎn)。疏水締合聚合物的這些獨(dú)特性能使其在許多工業(yè)技術(shù)中都表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，而且對(duì)于模仿生命體中的兩親類物質(zhì)的溶液行為具有重要的意義，因而對(duì)疏水締合水溶性聚合物的探索成為近二十年來(lái)水溶性聚合物研究領(lǐng)域中最令人感興趣的課題之一，并成為工業(yè)和學(xué)術(shù)界研究的焦點(diǎn)。

疏水締合水溶性聚合物按構(gòu)成主鏈的原子不同，可分為碳鏈和雜原子分子主鏈聚合物，前者主要是由親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的烯類單體聚合物得到的共聚物，親水單體常用的主要有丙烯酰胺和丙烯酸等，疏水單體主要有丙烯酰胺衍生物、長(zhǎng)鏈丙烯酸酯等；后者主要經(jīng)大分子反應(yīng)即通過(guò)對(duì)水溶性高分子化合物改性，引入疏水官能團(tuán)。大分子反應(yīng)法優(yōu)點(diǎn)是可以直接用商品聚合物作起始原料，而且得到的產(chǎn)物相對(duì)分子質(zhì)量高，其缺點(diǎn)是反應(yīng)在高粘度的聚合物溶液中進(jìn)行，反應(yīng)物不容易混合均勻。用這種方法可把羥乙基纖維素（HEC）與帶有活性基團(tuán)的疏水化合物進(jìn)行反應(yīng)，這些疏水化合物可以是帶有長(zhǎng)鏈烷基的環(huán)氧化合物、鹵代烴、酰鹵、異氰酸酯等，也可以在聚乙二醇（PEG）兩端接疏水基團(tuán)，但一般引入的疏水基團(tuán)的量都很少，因?yàn)槭杷畣误w含量高會(huì)顯著降低水溶性高分子的溶解性，而且雜原子主鏈聚合物與碳鏈聚合物相比，熱穩(wěn)定性較差。因?yàn)楦叻肿渔溨械奶荚颖谎酢⒘颉⒌入s原子取代時(shí)，C-O、C-S、C-N鍵的鍵能低于?C-C鍵，聚合物熱穩(wěn)定性降低。因此，目前用于油田三次采油的疏水締合水溶性聚合物主要是由親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)的烯類單體聚合得到的共聚物。利用共聚合方法制備的疏水締合聚合物常用的親水單體是丙烯酰胺（AM），因?yàn)楸０愤m合于制備高分子量的水溶性聚合物，價(jià)格合理。另外，為了增加共聚物的溶解性，還可加入其他的陰離子單體如丙烯酸（甲基丙烯酸）、乙烯基磺酸鹽、2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸（AMPS）等和陽(yáng)離子單體如甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨、2-丙烯酰亞胺基-2-甲基丙基三甲基氯化銨（AMPTAC）、二烯丙基二甲基氯化銨等。

孿尾疏水單體合成的主要衡量指標(biāo)是產(chǎn)品的產(chǎn)率，它的影響因素包括原料配比、反應(yīng)溫度、攪拌方式以及反應(yīng)時(shí)間等，如何確定一個(gè)適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度，對(duì)孿尾疏水單體的合成工藝顯得尤為重要。

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，提供一種基于控制反應(yīng)溫度的孿尾疏水單體的合成工藝，該合成工藝能成功合成出孿尾疏水單體，且合成出的孿尾疏水單體的性能優(yōu)良，合成步驟簡(jiǎn)單，大大降低了合成成本；且通過(guò)控制合成過(guò)程中的反應(yīng)溫度，從而提高了產(chǎn)品的產(chǎn)率。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于控制反應(yīng)溫度的孿尾疏水單體的合成工藝，包括以下步驟：

（a）首先，將丙烯酰氯溶于二氯甲烷溶液中；