專利名稱：一種低分子量聚丙烯酰胺的制備方法
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，尤其涉及一種低分子量聚丙烯酰胺的合成方法。
背景技術(shù)：
低分子量(分子量＜20×104)聚丙烯酰胺作為粘合劑、添加劑應(yīng)用于建筑裝飾、造紙、紡織、印染、陶瓷、粘合材料、化工等領(lǐng)域。由于丙烯酰胺單體的聚合活性高，反應(yīng)熱大，工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室合成制備低分子量聚丙烯酰胺比較困難。國內(nèi)有資料報(bào)道采用沉淀聚合法合成低分子量聚丙烯酰胺，但合成步驟繁瑣，工藝復(fù)雜，并且使用大量有機(jī)溶劑，不利于安全生產(chǎn)。采用水溶液聚合方法合成低分子量聚丙烯酰胺工藝上較為可行，如寧波化工研究院在單體質(zhì)量濃度為20％時(shí)，以過硫酸銨-亞硫酸氫鈉為引發(fā)體系，合成出分子量為(23～40)×104聚丙烯酰胺；南通職業(yè)大學(xué)化學(xué)工程系在單體質(zhì)量濃度為10％時(shí)，以過硫酸鉀-氮三丙胺為引發(fā)體系，合成出分子量為62×104聚丙烯酰胺。綜上所述，水溶液聚合法現(xiàn)有技術(shù)普遍采用10％～20％低單體濃度合成低分子量聚丙烯酰胺，其分子量范圍一般在(23～62)×104之間。
本技術(shù)主要發(fā)明者曾在ZL03126303.8中，以異丙醇為鏈轉(zhuǎn)移劑和移熱溶劑，在單體質(zhì)量濃度為30％時(shí)，合成出分子量＜20×104的聚丙烯酰胺，最低為2.6×104，但難以合成更低分子量的聚丙烯酰胺，單體濃度不能進(jìn)一步提高，存在生產(chǎn)效率低和成本偏高的問題。為此，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在高單體濃度下，采用水溶液聚合合成出分子量范圍在(1～2.6)×104的低分子量聚丙烯酰胺的方法，使合成出的低分子量聚丙烯酰胺水溶性良好，生產(chǎn)成本降低。
為了實(shí)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，以乙醇為移熱溶劑，甲酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)為穩(wěn)定劑，通過以下步驟合成低分子量聚丙烯酰胺(1)將200g質(zhì)量百分比濃度40％的丙烯酰胺水溶液與5～25g甲酸鈉混合溶解配成單體溶液，0.5～1.2g過硫酸銨溶于10g水中配成引發(fā)劑溶液。
(2)在燒瓶中加入50g95％乙醇，20g上述配制好的單體溶液，2g質(zhì)量濃度為3％的EDTA溶液，1.2g上述配制好的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，開動(dòng)攪拌，逐步升溫至80℃回流，保持回流溫度10分鐘。
(3)在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剩余的單體溶液和剩余的引發(fā)劑溶液，在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢。
(4)回流保持反應(yīng)2小時(shí)，常壓狀態(tài)下，蒸出乙醇和水混合物，降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。
按照GB17514-1998測(cè)定合成出的低分子量聚丙烯酰胺，其分子量為(1～2.6)×104。
本發(fā)明的有益效果在于該合成方法采用水溶液聚合，簡化了聚合工藝，提高了單體濃度，合成的聚丙烯酰胺分子量更低，容易控制，操作安全且降低了生產(chǎn)成本。由此方法合成的低分子量聚丙烯酰胺具有良好的水溶性，適用于作高分子乳化劑、粘合劑等。
具體實(shí)施例方式
為了更好地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，列舉實(shí)施例如下實(shí)施例1(1)將200g質(zhì)量百分比濃度為40％的丙烯酰胺水溶液與5g甲酸鈉混合溶解配成單體溶液，0.6g過硫酸銨溶于10g水中配成引發(fā)劑溶液。
(2)在0.5L裝有電動(dòng)攪拌、恒壓漏斗、溫度計(jì)、回流冷凝器四口燒瓶中加入50g95％乙醇，20g上述配制好的單體溶液，2g質(zhì)量濃度為3％的EDTA溶液，1.2g上述配制好的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，開動(dòng)攪拌，逐步升溫至80℃回流，保持回流溫度10分鐘。
(3)在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剩余的單體溶液和剩余的引發(fā)劑溶液，在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢。
(4)回流保持反應(yīng)2小時(shí)，常壓狀態(tài)下，蒸出乙醇和水混合物，降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。
按GB17514-1998測(cè)定其分子量為2.28×104。
實(shí)施例2同實(shí)施例1，改變甲酸鈉用量為8g，所獲得的低分子量聚丙烯酰胺溶液，按GB17514-1998測(cè)定分子量為2.07×104。
實(shí)施例3
同實(shí)施例1，改變甲酸鈉用量為15g，所得到的低分子量聚丙烯酰胺，按GB17514-1998測(cè)定分子量為1.47×104。
實(shí)施例4同實(shí)施例1，改變甲酸鈉用量為17.5g，所得到的低分子量聚丙烯酰胺溶液，按GB17514-1998測(cè)定分子量為1.0×104。
實(shí)施例5(1)將200g質(zhì)量百分比濃度為40％的丙烯酰胺水溶液與5g甲酸鈉混合溶解配成單體溶液，0.8g過硫酸銨溶于10g水中配成引發(fā)劑溶液。
(2)實(shí)施步驟同實(shí)施例1中(2)(3)(4)(5)。
所得到的低分子量聚丙烯酰胺溶液按GB17514-1998測(cè)定其分子量為1.55×104。
實(shí)施例6同實(shí)施例5，改變過硫酸銨為1.2g，得到低分子量聚丙烯酰胺溶液，按GB17514-1998測(cè)定其分子量為1.81×104。
該方法合成出的低分子量聚丙烯酰胺溶液具有良好的水溶性，適用于高分子乳化劑、分散劑、粘合劑等，具有較好的市場前景。
權(quán)利要求
1.一種低分子量聚丙烯酰胺的制備方法，采用水溶液聚合法，其特征在于選用乙醇為移熱溶劑，甲酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉鹽為穩(wěn)定劑，通過調(diào)節(jié)鏈轉(zhuǎn)移劑甲酸鈉和引發(fā)劑過硫酸銨的用量合成低分子量聚丙烯酰胺，具體步驟如下(1)將200g質(zhì)量百分比濃度為40％的丙烯酰胺水溶液與5～25g甲酸鈉混合溶解配成單體溶液，0.5～1.2g過硫酸銨溶于10g水中配成引發(fā)劑溶液；(2)在燒瓶中加入50g95％乙醇、20g上述配制好的單體溶液、2g質(zhì)量百分比濃度為3％的乙二胺四乙酸二鈉鹽溶液、1.2g上述配制好的過硫酸銨引發(fā)劑溶液，攪拌，逐步升溫至80℃回流，保持回流溫度10分鐘；(3)在保持?jǐn)嚢韬突亓鳡顟B(tài)下，分別從恒壓漏斗中連續(xù)滴加剩余的單體溶液和剩余的引發(fā)劑溶液，在2小時(shí)內(nèi)滴加完畢；(4)回流保持反應(yīng)2小時(shí)，常壓狀態(tài)下蒸出乙醇和水混合物，降溫得到低分子量聚丙烯酰胺水溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所制備出的低分子量聚丙烯酰胺分子量為1×104～2.6×104。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在高單體濃度下制備低分子量聚丙烯酰胺的方法，該方法采用水溶液聚合法，選用乙醇為移熱溶劑，甲酸鈉為鏈轉(zhuǎn)移劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉鹽(EDTA)為穩(wěn)定劑，通過連續(xù)分別滴加丙烯酰胺溶液和引發(fā)劑溶液，在80～90℃回流溫度下進(jìn)行聚合反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)甲酸鈉和過硫酸銨引發(fā)劑的用量，合成出分子量為(1.0～2.6)×10
文檔編號(hào)C09D133/24GK1887923SQ20061004845
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日
發(fā)明者趙獻(xiàn)增, 王冬梅, 李天仚, 崔惠芳, 張文楠, 朱靖 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院質(zhì)量檢驗(yàn)與分析測(cè)試研究中心