[发明专利]树枝状聚酰胺胺的生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于一种树枝状聚合物的化学合成工艺，特别涉及一种树枝状聚酰胺胺的生产工艺。 

背景技术

树枝状聚酰胺胺是一种树枝状聚合物，其具有高度分支的分子结构，大量的表面官能团，随着代数的增加，分子结构成球形，分子内存在空腔，分子具有纳米尺寸，其特殊的合成方法使其具有单分散的分子量分布。 

现有技术合成树枝状聚酰胺胺是在实验室以胺类（如乙二胺、氨、己二胺、二亚乙基三胺等）、丙烯酸酯类（如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等）为原料通过迈克尔加成反应以及酰胺化交替反应，制得的代数不同、结构中含有大量叔胺、酰胺的树枝状聚合物，其中通过迈克尔加成反应直接制得半代树枝状聚合物，酰胺化反应直接制得整代树枝状聚合物，逐代累计，即高代数的产品是以前面低代数的产品作为原料来合成的，不同代数产品分别记作G-0.5代、G0代、G0.5代、G1.0代、G1.5代、G2.0代、G2.5代、G3.0代、G3.5代等。由于其合成和提纯方法复杂，目前在国内只停留在实验室合成阶段，在国外也只是停留在中试阶段，未报导规模工业化生产的工艺。不同代数树枝状聚合物的合成过程如下： 

迈克尔加成反应合成半代树枝状聚酰胺胺（G-0.5代树枝状聚酰胺胺）： 

酰胺化反应合成整代树枝状聚酰胺胺（G0代树枝状聚酰胺胺）： 

迈克尔加成反应合成半代树枝状聚酰胺胺（G0.5代树枝状聚酰胺胺）： 

酰胺化反应合成整代树枝状聚酰胺胺（G1.0代树枝状聚酰胺胺）： 

G3.5代树枝状聚酰胺胺的结构式： 

现有实验室合成技术中，为了得到完美结构的树枝状聚酰胺胺，在反应过程中需要加入大大过量的反应单体原料，胺类单体一般过量50-100倍，丙烯酸酯类单体一般过量2-5倍，所有后期需要将过量的原料和溶剂去除，半代提纯的方法主要是通过旋蒸反复提纯3次以上，整代提纯方法主要是利用旋蒸，并通过加入一定量的甲苯作为共沸剂来尽量的除掉过量的单体，反复提纯3次以上。按照现有的反应条件和提纯方法，存在许多问题，难以在工业化大规模条件下进行生产。 

不同代数树枝状聚酰胺胺合成工艺复杂，提纯方法繁琐，其包括如下步骤： 

1、冰浴控制单体溶解温度，包括胺类和丙烯酸酯类溶解到甲醇中的温度控制，温度最佳不能超过25℃，并且单体都是大大过量的； 

2、半成品溶解到甲醇溶剂中，通过缓慢滴加的方式加入到过量的单体溶液中，滴加过程需要控制反应温度不超过25℃； 

3、反应过程需要氮气保护，整代反应时间96小时左右； 

4、半代产品提纯需要利用旋蒸，用溶剂甲醇反复提纯3次以上； 

5、整代产品提纯需要利用旋蒸，用甲苯作为共沸剂，其添加量为溶剂甲醇的9倍左右，反复提纯3次以上，然后再用甲醇洗2次以上，除去残留的甲苯。 

以上实验室制备方法中存在以下缺点，限制了其工业化生产的可能： 

1、反应都是在实验室烧瓶中进行，低温控制使用冰浴，温度不好控制，操作麻烦，无法获得工业规模需求的产品； 

2、大大过量的原料（传统工艺中原料胺类一般过量50-100倍，丙烯酸酯类一般过量2-5倍），造成制造成本的增加，产品价格昂贵，产能低，致使工业化推广难； 

3、提纯过程使用有毒溶剂-甲苯作为共沸剂，使用量大，造成提纯成本增加，对操作工身体健康不利，以及甲苯残留，不环保并影响产品质量； 

4、没有废液提纯回收再利用的工艺，造成原料的大量浪费，成本居高不下； 

5、单纯使用传统实验室小旋蒸进行提纯，反复提纯需要反复拆卸操作，加速设备损耗，影响生产效率，限制了其工业化。 

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、高产能、节能环保的树枝状聚酰胺胺的合成工艺。 

本发明所述的树枝状聚酰胺胺的生产工艺，迈克尔加成反应直接制得半代树枝状聚酰胺胺，酰胺化反应直接制得整代树枝状聚酰胺胺，高代数的产品是以前面低半代数的产品作为原料，