[發明專利]一種窄分布中低分子量聚丙烯酸鈉的制備方法

無效

• 申請號: 201310395487.3
• 申請日: 2013-09-04
• 公開（公告）號: CN103497267A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 雷軍;鄭春梅;夏明珠;王風云
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08F120/06
• 分類號: C08F120/06;C08F2/38;C08F2/10;C08F2/01
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬水溶性電解質的制備領域，具體是涉及一種窄分布中低分子量聚丙烯酸鈉的制備方法。該類聚合物在循環冷卻水處理、污水處理、造紙等領域有著廣泛的應用前景。

背景技術

聚丙烯酸鈉作為水溶系聚合物一重要成員，可廣泛用作循環冷卻水系統的阻垢分散劑，紡織印染行業、涂料行業、混凝土行業和造紙行業等的添加劑。由于水溶性聚合物的相對分子質量和相對分子質量分布對聚合物的使用性能具有重大影響。(例如，用于循環冷卻水處理用的阻垢分散劑的相對分子質量在10³數量級，最佳范圍在1000~5000，不同相對分子質量范圍的聚合物對不同的無機垢如碳酸鹽垢、硫酸鹽垢和磷酸鹽垢具有特定的效果；用于水煤漿分散的聚合物相對分子質量在10⁴數量級；相對分子質量在2000~3000的聚丙烯酸鈉具有提高配料的細度、分散體系的穩定性、提高紙張的柔軟性、強度、光澤、白度的特點。)其用途與其分子量的大小有直接關系，在平均相對分子質量相同的情況下，其相對分子質量分布越窄其性能越獨特越穩定。測定聚合物分子質量及其分布常用的方法有：粘度法、凝膠過濾色譜法、超離心沉降法、溶液依數性法等，其中凝膠過濾色譜法是近年來研究較多且實用的方法。

現我國大量學者致力于合成窄分布分子量聚丙烯酸鈉的研究，合成方法多為在反應溫度下向溶劑和鏈轉移劑中滴加丙烯酸及引發劑，保溫反應一定時間制得產品。鄭興文等(?精細石油化工.?2012.?29(4):?61-64.?)研究了一種低相對分子質量聚丙烯酸鈉的制備，該方法操作繁瑣，效率低下。管式反應器返混小，因而容積效率（單位容積生產能力）高，對要求轉化率較高或有串聯副反應的場合尤為適用。（中國專利：?200680007374.X?)公開了一種在管式反應器中制備乙烯共聚物的方法。利用管式反應器制備乙烯共聚物，可提高單體轉化率，生產效率增加。

在我國，水溶性聚合物的生產還停留在較原始的水平上，由于聚合物的生產采用間隙釜式，反應溫度、單體濃度、引發劑量、投料方式、攪拌速度、反應時間等的控制不嚴格，因此產品相對分子質量分布寬、平均相對分子質量基本失控，致使產品性能的重現性差，產品缺乏應有的獨特性能。傳統的國產產品質量，存在著效果差、用量大、成本高等問題，不能滿足實際應用的需求。

中低分子量的聚丙烯酸鈉用途廣泛、實用價值大，因而需求量也較大，因此制備出具有窄分布中低分子量的丙烯酸鈉聚合物具有重大的現實意義和應用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用管式反應裝置制備窄分布中低分子量的聚丙烯酸鈉的方法，該制備方法工藝簡單，成本較低。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種窄分布中低分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，所述方法如下：

第一步，在0-40℃溫度下將丙烯酸單體、水、引發劑、鏈轉移劑按比例混合均勻；

第二步，將第一步得到的混合物用計量泵送入恒溫水浴管式反應器中，混合物在反應器中不斷流動、反應；反應結束后冷卻至室溫，用氫氧化鈉調節溶液pH為7-8；

第三步，蒸餾鏈轉移劑及水，洗滌、干燥后獲得聚丙烯酸鈉。

其中，第一步中所述的溫度為室溫。

第一步中所述的物料比例，需根據所需分子量的等級來確定：水為丙烯酸單體用量的66-230wt%、引發劑為丙烯酸單體用量的1-6wt%、鏈轉移劑為丙烯酸單體用量的1-330wt%。

第一步中所述的引發劑選用過硫酸鉀；鏈轉移劑選用正十二硫醇、異丙醇。

第二步中所述的恒溫水浴為60-90℃，反應溫度控制在±3℃以內，反應時間為3-6h。

第二步中所述的管式反應器為鈦鋼材質的盤管反應器。

第二步中所述的不斷流動反應，是指物料在管中循環流動反應，直至達到所需的反應時間后才出料。

第三步中所述氫氧化鈉溶液質量濃度為30%。