[發明專利]系列化相對分子質量和高單體轉化率PDAC的制備方法

有效

• 申請號: 201910074984.0
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109824807B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張躍軍;陳婷婷;王明龍
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08F120/34
• 分類號: C08F120/34;C08F2/00;C08F4/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種系列化相對分子質量和高單體轉化率PDAC的制備方法。所述方法以工業品DAC溶液為原料，在氮氣氛圍下，加入金屬離子螯合劑和平均聚合度為0～180的含端基雙鍵的三烯丙基胺鹽酸鹽或其低聚物，單體起始質量分數范圍為30.0％～60.0％，對應的水溶性偶氮類引發劑占單體的質量分數為0.85％～0.06％，通過程序升溫引發、保溫熟化的方式，獲得系列化相對分子質量遞增的高單體轉化率PDAC膠體產物，膠體產物經造粒，流化床烘干，獲得系列相對分子質量以特征黏度計范圍為2.00～14.00dL/g，穩定可控，單體轉化率均為99.50％以上的PDAC干粉。

技術領域

本發明涉及水溶性陽離子高分子化合物的制備技術領域，涉及一種系列化相對分子質量和高單體轉化率聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(PDAC)的水溶液聚合制備方法。

背景技術

丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(Acryloyloxyethyl trimethyl ammoniumchloride，簡稱DAC)是一種具有特殊功能的水溶性陽離子單體，其分子中含有乙烯基團，可進行自身的均聚或與其它功能性單體的共聚反應。DAC通過自由基聚合反應生成均聚物聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(Poly acryloyloxyethyl trimethyl ammonium chloride，簡稱PDAC)，其反應方程式如下：

以DAC為基的聚合物在石油開采、造紙、日用化學品、生物、醫藥和水處理等應用領域發揮著重要作用，且年需求量不斷增大。在這些領域的應用過程中，長期以來，一般認為，當單元結構確定后，不同相對分子質量(以特征黏度表示)的產物對應著不同的分子鏈節長度，從而具有不同的性質和應用功能。因此，合成系列化相對分子質量PDAC聚合物來滿足不同領域對不同相對分子質量DAC聚合物工業化應用的不同需求，一直是該領域研究的熱點和重點。然而，隨著現代經濟社會對資源利用和環境保護的重視，聚合物中單體的殘留不僅使其利用率降低，而且其在應用中一般不發揮作用，使用后又往往殘留于環境，有可能造成不同程度的污染。因此，在合成角度而言，在如何制備相對分子質量系列可調的均聚物來滿足不同用途的需要的同時，顯著提高聚合物中單體轉化率，已經是該領域研究新的熱點和重點。

迄今為止，以DAC為基的聚合物合成工藝研究多集中在共聚領域，對其均聚物PDAC的制備工藝研究文獻報道較少。至今為止有代表性的研究工作如下。

文獻1(騰曉旭.低聚合度陽離子聚合物的研制及其在無鹽染色中的應用[D].大連理工大學,2011.)為了獲得低聚合度陽離子聚合物PDAC，采用復合引發劑(過硫酸銨和亞硫酸氫鈉)，調節DAC單體質量分數為65％，加入適量引發劑和少量阻聚劑對苯二酚，引發溫度為60℃，恒溫反應2h。得到的聚合產物經無水乙醇和丙酮精制，真空下干燥，得到了淡黃色的PDAC固體。膠體產物在精制過程中除去了一些未反應的DAC單體以及低聚物，精制產物經真空干燥并粉碎成干粉，測得產物PDAC相對分子質量為8.7×10⁵(流速0.5mL/min，GPC測試)，并采用紅外、核磁對其結構進行表征。該文獻采用高溫引發，恒溫聚合的工藝方式，反應時間較短，但是高溫引發會導致體系內反應速率過快，容易發生爆聚，導致其PDAC產物相對分子質量較低。此外，該文獻未對系列化相對分子質量的PDAC的合成工藝進行研究。