專利名稱：一種分子量為5000-20000的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子化合物聚丙烯酰胺的合成方法，尤其涉及ー種分子量為(O. 5 2. O) X IO4低分子量聚丙烯酰胺的合成方法，屬高分子合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
低分子量聚丙烯酰胺(PAM分子量〈100 X IO4)是ー種線性水溶性高分子，是水溶性高分子化合物中應(yīng)用最為廣泛的品種之一，主要作為粘合剤、添加剤、分散劑、乳化劑應(yīng) 用于建筑、造紙エ業(yè)、耐火材料、石油開采、水處理、采礦、紡織、醫(yī)藥等行業(yè)。由于丙烯酰胺單體的聚合活性高，反應(yīng)熱效應(yīng)大，實驗室合成和エ業(yè)生產(chǎn)制備低分子量聚丙烯酰胺比較困難。本技術(shù)主要發(fā)明者在ZL03126303.8中，以異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑和移熱溶劑，在單體百分比濃度為30%時，合成了分子量(2 12) X IO4聚丙烯酰胺；在ZL200810048457. 5中，以こ醇為移熱溶劑，甲酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，在単體百分比濃度為40%時，合成了分子量為(I 2. 6) X IO4聚丙烯酰胺；在CN 102391404 A中，こ醇為移熱溶劑和鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，こニ胺四こ酸ニ鈉鹽為穩(wěn)定劑，在単體百分比濃度為20%時，合成出分子量為(10 25) X IO4的低分子量聚丙烯酰胺；在CN 102432721 A中，C3 C4酮為移熱溶劑和鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，こニ胺四こ酸ニ鈉鹽為穩(wěn)定劑，在単體百分比濃度為15%時，合成出分子量為(2(T40)X IO4的低分子量聚丙烯酰胺；但采用上述方法不能合成分子量低于I萬的超低分子量聚丙烯酰胺。針對不同分子量段，采用ー些特定的方法和手段，以水溶液聚合方式合成低分子量聚丙烯酰胺是可行的。目前未見(0.5 2.0) XlO4超低分子量聚丙烯酰胺合成方法的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種采用水溶液聚合，合成出分子量范圍在(O. 5 2. O) X 104、水溶性良好的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法。為了實現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下
采用水溶液聚合法，以異丙醇為移熱溶劑，磷酸鹽為鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，通過以下步驟合成超低分子量聚丙烯酰胺
⑴單體制備100. Og丙烯酰胺固體加水配制成質(zhì)量百分比濃度為48 55%的丙烯酰胺水溶液，O. 01 O. 80g過硫酸銨溶于IOg水中配制成引發(fā)劑溶液；1. O 7. Og磷酸鹽溶于5 IOg水中制成鏈轉(zhuǎn)移劑溶液；
⑵在反應(yīng)器中加入10. O 30. Og Cl C4醇類溶剤、10-30g上述配制好的丙烯酰胺水溶液、l_3g上述配制好的過硫酸銨溶液及上述配制好的磷酸鹽溶液，攪拌，逐步升溫至回流；
⑶在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剰余的丙烯酰胺水溶液和剩余的過硫酸銨溶液；⑷回流保持反應(yīng)，反應(yīng)后常壓狀態(tài)下蒸出Cl C4醇和水混合物，降溫得到超低分子量聚丙烯酰胺水溶液。所述的磷酸鹽為次磷酸鈉；步驟(I)中的丙烯酰胺的質(zhì)量濃度為50% ;步驟(2)中的C1 C4醇類溶劑選用異丙醇；步驟(3)中的回流溫度為75 82°C。按照GB17514-1998測定合成出的超低分子量聚丙烯酰胺，其分子量為(O. 5
2.O) XlO40本發(fā)明的有益效果在干該合成方法采用水溶液聚合，容易控制，操作簡單，可以合成特定分子量段(O. 5 2. O) X IO4的超低分子量聚丙烯酰胺。由此方法合成的超低分子量聚丙烯酰胺具有良好的水溶性，適用于高分子助乳化剤、分散 劑、紡織助劑等。
具體實施例方式為了更好地對本發(fā)明進(jìn)行說明，列舉實施例如下
實施例I
⑴固體丙烯酰胺單體137. 5 g,溶于115.0 g去離子水中，6. 8g次磷酸鈉溶于10. O g水中制成鏈轉(zhuǎn)移劑溶液；1. O g過硫酸銨溶于10. Og水中配成引發(fā)劑溶液。⑵在500ml燒瓶中加入30. Og異丙醇，24. Og上述配制好的丙烯酰胺單體溶液，上述配制好的次磷酸鈉溶液，I. 2g上述配制好的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，開動攪拌，逐步升溫至回流，保持回流溫度20分鐘。⑶反應(yīng)溫度75 82°C，在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剰余的丙烯酰胺単體溶液和剰余的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，在I. 5小時內(nèi)滴加完畢。⑷回流保持反應(yīng)2小時，常壓狀態(tài)下，蒸出異丙醇和水混合物30. Og,降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。按GB17514-1998 測定其分子量為 O. 77X 104。實施例2
O.2g過硫酸銨溶于10. Og水中配成引發(fā)劑溶液，其余同實施例1，得到的低分子量聚丙烯酰胺，按GB17514-1998測定其分子量為O. 68X 104。實施例3
0.5 g過硫酸銨溶于10. Og水中配成引發(fā)劑溶液，其余同實施例I。得到的低分子量聚丙烯酰胺，按GB17514-1998測定其分子量為O. 6X 104。實施例4
0.4 g過硫酸銨溶于10. Og水中配成引發(fā)劑溶液，其余同實施例1，得到的低分子量聚丙烯酰胺，按GB17514-1998測定其分子量為O. 62X 104。實施例5
⑴固體丙烯酰胺單體100. O g，溶于100 g去離子水中。，4. Og次磷酸鈉溶于10.0 g水中配成次磷酸鈉溶液，O. Olg過硫酸銨溶于10. Og水中配成引發(fā)劑溶液。⑵在500ml燒瓶中加入25. Og異丙醇，24. Og上述配制好的丙烯酰胺單體溶液，上述配制好的次磷酸鈉溶液，I. 2g上述配制好的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，開動攪拌，逐步升溫至回流，保持回流溫度20分鐘。⑶反應(yīng)溫度75 82°C，在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剰余的丙烯酰胺単體溶液和剰余的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，在I. 5小時內(nèi)滴加完畢。⑷回流保持反應(yīng)2小時，常壓狀態(tài)下，蒸出異丙醇和水混合物30. Og,降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。按GB17514-1998 測定其分子量為 I. HXlO40實施例6
異丙醇30. 0g，其余同實施例5，得到的低分子量聚丙烯酰胺，按GB17514-1998測定其分子量為I. 02 X IO4。 實施例7
異丙醇10. 0g，其余同實施例5，得到的低分子量聚丙烯酰胺，按GB17514-1998測定其分子量為I. 51 X IO40
權(quán)利要求
1.ー種分子量為5000-20000的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法，其特征在于采用水溶液聚合法，選用C1 C4醇類為移熱溶劑，磷酸鹽為鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，通過調(diào)節(jié)鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑過硫酸銨的用量合成超低分子量聚丙烯酰胺，具體步驟如下 ⑴單體制備100. Og丙烯酰胺固體加水配制成質(zhì)量百分比濃度為48%—55%的丙烯酰胺水溶液，O. 01 O. 80g過硫酸銨溶于IOg水中配制成引發(fā)劑溶液；1. O 7. Og磷酸鹽溶于5 IOg水中制成鏈轉(zhuǎn)移劑溶液； ⑵在反應(yīng)器中加入10. O 30. Og C1 C4醇類溶剤、10-30g上述配制好的丙烯酰胺水溶液、l_3g上述配制好的過硫酸銨溶液及上述配制好的磷酸鹽溶液，攪拌，逐步升溫至回流； ⑶在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剰余的丙烯酰胺水溶液和剩余的過硫酸銨溶液； ⑷回流保持反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后常壓狀態(tài)下蒸出C1 C4醇和水混合物，降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。
2.如權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于步驟(I)中的丙烯酰胺的質(zhì)量濃度為.50%。
3.如權(quán)利要求I所述的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法，其特征在于，步驟(2)中的C1 C4醇類溶劑選用異丙醇。
4.如權(quán)利要求I所述的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法，其特征在于，步驟(3)中的回流溫度為75 82で。
5.如權(quán)利要求I所述的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法，其特征在于，所述的磷酸鹽為次磷酸鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分子量為(0.5～2.0)×104的超低分子量聚丙烯酰胺制備方法，屬高分子合成領(lǐng)域。該方法采用水溶液聚合法，異丙醇為移熱溶劑，磷酸鹽為鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，通過連續(xù)分別滴加丙烯酰胺溶液和引發(fā)劑溶液，在75～82℃回流溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)異丙醇、磷酸鹽和引發(fā)劑用量，合成出分子量為(0.5～2.0)×104的超低分子量聚丙烯酰胺。由此方法合成的超低分子量聚丙烯酰胺具有良好的水溶性，適用于作高分子助乳化劑、分散劑、紡織助劑等。
文檔編號C08F2/10GK102690381SQ201210207329
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者張彥昌, 張文楠, 曹金麗, 李天仚, 殷園園, 王冬梅, 董學(xué)亮, 趙獻(xiàn)增 申請人:河南省科學(xué)院高新技術(shù)研究中心