[發(fā)明專利]一種多羥基聚兩性電解質(zhì)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410614863.8
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104311736A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建定;李翔;蔡夢軍
• 申請（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F220/28;C08F8/44;C07C231/02;C07C233/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及一種多羥基聚兩性電解質(zhì)及其制備方法，具體地說涉及一種帶有羧基陰離子與季銨陽離子的多羥基聚兩性電解質(zhì)及其制備方法，屬于高分子化工助劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚兩性電解質(zhì)是指聚合物分子鏈中既含有陽離子基團(tuán)又含有陰離子基團(tuán)的聚合物。當(dāng)帶電基團(tuán)分布在不同的單體單元上時，聚兩性電解質(zhì)按照分子鏈上所帶基團(tuán)的種類可以分為以下幾種：弱酸弱堿型、強(qiáng)酸弱堿型、弱酸強(qiáng)堿型、強(qiáng)酸強(qiáng)堿型。若帶電基團(tuán)分布在單體單元的同一個碳上，則該聚兩性電解質(zhì)又稱為甜菜堿型聚兩性電解質(zhì)。聚兩性電解質(zhì)應(yīng)用廣泛，主要包括離子交換、飲用水中微量金屬離子的螯合(汞、銅、鉻和鎳)、污水處理、造紙增強(qiáng)、顏料保留、土壤調(diào)節(jié)、香波和護(hù)發(fā)素等。

中國專利CN102388122A公開了一種用于清潔組合物的快速干燥型兩性聚合物，以二烯丙基二烷基氯化銨、陰離子單體和N,N-二C₁-C₈(烷基)甲基丙烯酰胺為原料合成三元共聚物，該兩性聚合物不僅能賦予清潔組合物以優(yōu)良的殘余物清潔性能，而且具有快速干燥性能。

中國專利CN1427013A公開了一種可用于化妝品中的兩性自由基聚合物，該聚合物至少包含一個或多個兩性烯屬單體的單元，還至少包含一個叔胺或季銨官能團(tuán)，主要應(yīng)用于定形領(lǐng)域。

中國專利CN101044176A公開了一種以甲基丙烯酸乙酯、N-乙烯基內(nèi)酰胺化合物、單烯不飽和羧酸及陽離子基團(tuán)的化合物合成出來的兩性共聚物，該兩性共聚物用于化妝品組合物中，對頭發(fā)具有較好的護(hù)理作用。

中國專利CN102701385A公開了一種水溶性有機(jī)兩性高分子絮凝劑，具體以丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸-N,N-二乙胺基乙酯和巴豆酸三種單體及雙官能團(tuán)單體二丙烯酸酯為原料合成。該絮凝劑具有用量小和沉降快等特點(diǎn)。

中國專利CN101870748A公開了一種粉煤灰纖維造紙用兩性聚丙烯酰胺，該方法所制備的聚丙烯酸酰胺化改性劑可增強(qiáng)粉煤灰纖維和木漿纖維之間的結(jié)合力，從而提高含有粉煤灰纖維紙張的強(qiáng)度。

中國專利CN102617792A公開了一種疏水締合兩性聚電解質(zhì)，具體以丙烯酰胺、丙烯酸和陽離子疏水單體為原料，采用自由基聚合方法得到疏水締合兩性聚電解質(zhì)。該疏水締合兩性聚電解質(zhì)正、負(fù)電荷含量相當(dāng)，具有良好的抗鹽性能。

上述中國發(fā)明專利文獻(xiàn)中所涉及的聚兩性電解質(zhì)在分子鏈上均不含有羥基，使其應(yīng)用受到了一定的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多羥基聚兩性電解質(zhì)及其制備方法，其制備步驟如下：

(1)?在反應(yīng)釜中將N,N-二甲基-1,3-丙二胺(DMAPA)溶于一定量有機(jī)溶劑中，并將其置于冷水浴中，在攪拌的情況下將含有馬來酸或馬來酸酐的有機(jī)溶液滴入至反應(yīng)釜中，0.5～4小時內(nèi)滴完，繼續(xù)反應(yīng)1～2.5小時。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)靜置、陳化、過濾、洗滌、真空干燥，得到白色N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸(DMAPMA)粉末。反應(yīng)式如下：

或

(2)?稱取一定量N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸(DMAPMA)溶解于水中，加入丙烯酸羥酯類單體，使N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸與丙烯酸羥酯類單體摩爾比為0.5～2:1。用稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH為1～6，再加入相對單體質(zhì)量0.5～2?%的引發(fā)劑引發(fā)聚合。反應(yīng)過程中攪拌、通氮?dú)猓磻?yīng)溫度為35～60℃，反應(yīng)3～12小時后得到透明粘性液體。反應(yīng)混合物經(jīng)沉淀分離，冷凍干燥，得到N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸-丙烯酸羥酯共聚物固體。反應(yīng)式如下：

其中R₁為H或CH₃，n為2或3；

(3)?稱取一定量N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸-丙烯酸羥酯共聚物固體配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～30?%的水溶液，加入季銨化試劑，使季銨化試劑與N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸-丙烯酸羥酯共聚物中的叔胺摩爾比為1～2：1。用10～20?wt%氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至8～12，于35～60℃反應(yīng)12～36小時，然后將反應(yīng)混合物沉淀、分離、冷凍干燥，即可得到多羥基聚兩性電解質(zhì)季銨化N-(3-二甲氨基丙基)馬來酰胺酸-丙烯酸羥酯共聚物固體。反應(yīng)式如下：