專利名稱：低殘單中高分子量均聚n-乙烯基丁內(nèi)酰胺k60水溶液的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化合物合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺合成技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法。
背景技術(shù)：
均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺，是一種十分重要的水溶性高分子聚合物，它是由N-乙烯基丁內(nèi)酰胺在一定的條件下聚合而成的(嚴瑞瑄.水溶性高分子第2版[M].北京化學(xué)工業(yè)出版社，2010, 217)。其中K60屬于中高分子量的N-乙烯基丁內(nèi)酰胺聚合物，它同時兼有低分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺與高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺的性質(zhì)，具有良好的應(yīng)用前景。均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺由于其獨特的性能而得到日益廣泛的應(yīng)用，它不僅具有優(yōu)異的溶解性、化學(xué)穩(wěn)定性、成膜性、生理惰性、粘接能力和保護膠作用，還可與許多無機、有機化合物結(jié)合，因此，均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺自面世至今，已被廣泛用于醫(yī)藥、化妝品、食品、釀造、涂料、粘接劑、印染助劑、分離膜、感光材料等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，已在光固樹脂、光導(dǎo)纖維、激光視盤、減阻材料等高科技領(lǐng)域也得到應(yīng)用。楊振華等(楊振華，張曉丹，紀偉偉，張存善，趙穎.PVP對染料敏化太陽電池特性的影響[J].太陽能學(xué)報，2010，31 (8) :979-982)將均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺用到了現(xiàn)在非常熱門的染料敏化電池的領(lǐng)域。K60屬于中高分子量的N-乙烯基丁內(nèi)酰胺聚合物，同時兼有低分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺與高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺的性質(zhì)，而中高分子量難以制得，原因有(I)N-乙烯基丁內(nèi)酰胺的聚合屬于鏈式反應(yīng)，反應(yīng)一旦開始就難以終止，K值難以控制；(2)N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體中還有阻聚劑，造成殘留單體過高；(3)降低殘留未反應(yīng)原料含量就使得成本增加，附加操作困難。因此這項技術(shù)只被德國的BASF公司所掌握，國內(nèi)更是無關(guān)于K60制品的報道。根據(jù)美國藥典USP32的規(guī)定，醫(yī)藥或者食品級的均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺殘留未反應(yīng)的單體N-乙烯基丁內(nèi)酰胺含量要求低于lOppm，目前，均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺工業(yè)化生產(chǎn)多采用聚合物料后處理工藝如活性炭吸附、溶劑萃取或者超濾、輻射等方式(Nuber，Dr.Adolf，Sannerj Dr. Axel, Urban, Dr. Dieter. Use of an adsorbent for the removal ofvinylpyrrolidon fromvinylpyrrolidon polymer solutions[P]. EP 0258854，1991-3-13;Juergen DeteringjLimburgerhof，Hartwig Voss,Frankenthal. Preparation ofultrapure N-vinylpyrroIidone polymers[P]. US 5354945，1994-10-11 ;黎新明.一種消除聚合物中殘留單體N-乙烯基吡咯烷酮的方法[P]. CN 1712432，2005-12-28.)。因此，如果能夠研究在均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60的溶液聚合過程中，不同的引發(fā)體系，不同的聚合過程工藝對殘留單體含量的影響，這對于均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60應(yīng)用于食品級或醫(yī)藥級的開發(fā)和生產(chǎn)有重要的意義。、發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點，提供一種低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，該低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法設(shè)計巧妙，制備簡單，制備出的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的殘單在IOppm以下、K值58-65，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，其特點是，在惰性氣體存在條件下，以2(Γ50%重量的N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體水溶液為原料，在聚合溫度57°C 72°C條件下，攪拌反應(yīng)4-6小時中分段升溫并遞減加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為偶氮二異庚腈，總共加入引發(fā)劑的量為N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體質(zhì)量的
O.0Γ2%,待體系K值達到58 65，加硫酸調(diào)pH為4. 2 4. 5在90_140°C溫度條件下保溫攪拌4小時以上消除殘單，從而得到2(Γ50%重量的殘單在IOppm以下且K值為58飛5的無色透明的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺Κ60水溶液。所述分段升溫并遞減加入引發(fā)劑可以采用任何合適的步驟，較佳地，所述分段升溫并遞減加入引發(fā)劑具體采用下列步驟先在57°C加入引發(fā)劑總重量的40飛0%，開始聚合，2h后，在62°C補加引發(fā)劑總重量的1(Γ30%，繼續(xù)反應(yīng)Ih后，在72°C補加引發(fā)劑總重量的10 30%，繼續(xù)反應(yīng)l-3h。所述硫酸可以以任何合適的方式加入，較佳地，所述硫酸以50%硫酸溶液的方式加入。所述保溫攪拌消除殘單的溫度可以根據(jù)需要選擇，較佳地，所述保溫攪拌消除殘單的溫度為90°C、120°C或140°C。所述保溫攪拌的時間一般在4小時以上，較佳地，所述保溫攪拌的時間為4-12小時。本發(fā)明的有益效果具體在于本發(fā)明的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，是在惰性氣體存在條件下，以2(Γ50%重量的N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體水溶液為原料，在聚合溫度57°C _72°C條件下，攪拌反應(yīng)4-6小時中分段升溫并遞減加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為偶氮二異庚腈，總共加入引發(fā)劑的量為N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體質(zhì)量的
O.0Γ2%,待體系K值達到58 65，加硫酸調(diào)pH為4. 2 4. 5在90_140°C溫度條件下保溫攪拌4小時以上消除殘單，從而得到2(Γ50%重量的殘單在IOppm以下且K值為58飛5的無色透明的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺Κ60水溶液，設(shè)計巧妙，制備簡單，制備出的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺Κ60水溶液的殘單在IOppm以下、K值58-65，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。I. I主要原料表I主要原料
權(quán)利要求
1.一種低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，其特征在于，在惰性氣體存在條件下，以2(T50%重量的N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體水溶液為原料，在聚合溫度57°C 72°C條件下，攪拌反應(yīng)4-6小時中分段升溫并遞減加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為偶氮二異庚腈，總共加入引發(fā)劑的量為N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體質(zhì)量的0. Of 2%，待體系K值達到58飛5，加硫酸調(diào)pH為4. 2 4. 5在90_140°C溫度條件下保溫攪拌4小時以上消除殘單，從而得到20飛0%重量的殘單在IOppm以下且K值為58飛5的無色透明的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，其特征在于，所述分段升溫并遞減加入引發(fā)劑具體采用下列步驟先在57°C加入引發(fā)劑總重量的40 60%，開始聚合，2h后，在62°C補加引發(fā)劑總重量的10 30%，繼續(xù)反應(yīng)Ih后，在72°C補加引發(fā)劑總重量的10 30%，繼續(xù)反應(yīng)l-3h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，其特征在于，所述硫酸以50%硫酸溶液的方式加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，其特征在于，所述保溫攪拌消除殘單的溫度為90°C、120°C或140°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，其特征在于，所述保溫攪拌的時間為4-12小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的合成方法，在惰性氣體存在條件下，以20~50%重量的N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體水溶液為原料，在聚合溫度57℃-72℃條件下，攪拌反應(yīng)4-6小時中分段升溫并遞減加入引發(fā)劑，引發(fā)劑為偶氮二異庚腈，總共加入引發(fā)劑的量為N-乙烯基丁內(nèi)酰胺單體質(zhì)量的0.01~2％，待體系K值達到58~65，加硫酸調(diào)pH為4.2~4.5在90-140℃溫度條件下保溫攪拌4小時以上消除殘單，從而得到20~50%重量的殘單在10ppm以下且K值為58~65的無色透明的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液。本發(fā)明設(shè)計巧妙，制備簡單，制備出的低殘單中高分子量均聚N-乙烯基丁內(nèi)酰胺K60水溶液的殘單在10ppm以下、K值58-65，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號C08F2/10GK102633924SQ20121015325
公開日2012年8月15日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者吳美玲, 曾陽, 王宇 申請人:上海宇昂化工科技發(fā)展有限公司