[發(fā)明專利]卟啉鈷催化丙烯酰胺進(jìn)行分散聚合制備納米微球聚丙烯酰胺的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610001873.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105622815A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王麗英;曹珍珠;孫俊民;張永鋒;趙喚琴
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F120/56
• 分類號(hào): C08F120/56;C08F4/80;C08F2/22
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種卟啉鈷催化丙烯酰胺(AM)進(jìn)行分散聚合制備納米微球聚丙烯酰胺(PAM)的方法，制備方法包括如下步驟：采用分散聚合方法，將AM和間?四羥乙基(4?甲氧苯基)卟啉鈷(II)溶解在乙醇?水、DMF?水中，在分散劑聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的作用下，形成均一穩(wěn)定的PAM分散體系，其相對(duì)分子質(zhì)量可達(dá)4.253×105，得到聚丙烯酰胺微球的粒徑為最小150nm。較現(xiàn)有的PAM的分散制備方法，本發(fā)明的有益效果在于：沒(méi)有使用乳化劑和引發(fā)劑；在聚合配方中只用到單體、卟啉鈷催化劑和穩(wěn)定劑，聚合工藝簡(jiǎn)單易于操作，反應(yīng)條件溫和；使用卟啉鈷作為單一催化劑，不僅可以使AM在短時(shí)間內(nèi)聚合，而且此類催化劑用量少，效率高，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種丙烯酰胺均聚物的制備方法，特別是該聚合在一種活性較高的卟啉鈷催化劑的作用下催化丙烯酰胺在在醇-水和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)-水體系中進(jìn)行分散聚合制備納米微球聚丙烯酰胺(PAM)的方法。

背景技術(shù)

卟啉鈷是由卟啉配體中心的N原子上的孤對(duì)電子與Co2+配位形成的金屬卟啉配合物。金屬卟啉在材料化學(xué)、藥物化學(xué)、電化學(xué)、光物理與光化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、仿生化學(xué)等領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用前景。卟啉鈷是卟啉類金屬化合物中較為常見(jiàn)的一種，該配合物能夠很好的催化具有不同溶解性及含有不同官能團(tuán)的丙烯酸酯及丙烯酰胺類單體進(jìn)行可控聚合。其活性中心單一，反應(yīng)條件溫和，轉(zhuǎn)化率和選擇性均較高，可以有效的控制分子量以及分子量分布，F(xiàn)u等(Zhao，Yaguang；Dong，Huilong；Li，YouyongFu，XuefengLiving radical polymerization of acrylates and acrylamides mediated by aversatile cobalt porphyrin complex.Chem.Commun.2012，48，3506-3508.)以5-(4-(10-羥基-1-葵氧基)苯基)-10，15，20-三(2，4，6-三甲基苯基)卟啉鈷(TMP-OH)Co作為催化劑，分別在極性與非極性介質(zhì)中來(lái)合成用途較廣且較難合成的丙烯酸酯和丙烯酰胺類單體的嵌段共聚物。

聚丙烯酰胺是丙烯酰胺均聚物以及和其他單體的各種共聚物的統(tǒng)稱，由于其分子主鏈的側(cè)基上含有大量酰胺基團(tuán)，具有很高的極性和良好的反應(yīng)活性，被廣泛應(yīng)用于油田、水處理、造紙、礦冶、紡織、建材、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上，被稱為“百業(yè)助劑”，“萬(wàn)能產(chǎn)品”。聚丙烯酰胺是水溶性高分子化合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一。其微球由于親水性強(qiáng)、非特異吸附、易于表面功能化且生物相容性好，廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。制備功能性聚丙烯酰胺微球，最初常用乳液聚合法與懸浮聚合法進(jìn)行配置，但其聚合方法理論雖然比較成熟，但會(huì)用到多種表面活性劑以及大量乳化劑，一定程度上降低了體系的穩(wěn)定性能，而且所獲得到的微球單分散性比較差。而目前所使用的分散聚合和無(wú)皂乳液聚合漸漸替代了傳統(tǒng)方法，能夠大幅度提升體系的穩(wěn)定性且操作十分簡(jiǎn)便，產(chǎn)物一般為固體微粒，聚合方法不同，產(chǎn)物的粒徑也不同。現(xiàn)階段，聚丙烯酰胺微球能夠依據(jù)相關(guān)需求，引入功能性基團(tuán)，同時(shí)還具有pH值響應(yīng)性、磁性、溫敏性等多種性能，能廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。近幾年以來(lái)，相關(guān)研究人員把無(wú)機(jī)納米微粒和聚丙烯酰胺有效復(fù)合而成有機(jī)、無(wú)機(jī)復(fù)合微球，從而擴(kuò)大了功能性聚丙烯酰胺類微球在磁學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)和電學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。夏燕敏、宋曉芳等(夏燕敏，宋曉芳，于志省等.聚丙烯酰胺微球的制備方法及其在油田調(diào)剖封堵中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].石油化工，2014，43(6)：729-734.)分析了各種制備聚丙烯酰胺的微球的方法，以及影響聚合的工藝條件和所得PAM微球的性能。并且介紹了聚丙烯酰胺微球在在油田調(diào)剖封堵中的應(yīng)用，不同粒徑的聚丙烯酰胺微球適用于不同滲透率的油藏。未來(lái)的研究應(yīng)加強(qiáng)數(shù)值模擬和分子設(shè)計(jì)以縮小聚丙烯酰胺微球在實(shí)驗(yàn)室研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的差距。

綜上所述，如今所制備的功能性聚丙烯酰胺類微球的方法越來(lái)越豐富，其不同的性能漸漸廣泛用于醫(yī)藥、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，但其作用機(jī)理與評(píng)價(jià)手段仍需進(jìn)一步完善

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