[发明专利]一种疏水缔合聚合物的复合引发剂及聚合物的制备方法

说明书

技术领域：

本发明属于水溶液聚合法合成疏水缔合聚合物领域，尤其是涉及一种可以合成出高分子量、低残余AM含量疏水缔合聚合物的复合引发剂。 

背景技术：

疏水缔合聚合物（HydropHobically Associating Water‐Soluble Polymers，或称为疏水缔合水溶性聚合物）是指聚合物亲水性大分子链上含有少量疏水基团的一类水溶性聚合物，疏水基团含量一般低于5%mol。在水溶液中，疏水基团由于疏水作用而发生聚集，使大分子链产生分子内和分子间缔合。分子内缔合和分子间缔合作用与疏水缔合聚合物的浓度有关，其中在稀溶液中是以分子内缔合为主，大分子链卷曲，溶液粘度较低，而随着浓度的升高并高于某一浓度（临界缔合浓度）时，形成以分子间缔合为主的超分子网络结构，溶液粘度大幅度升高，表现出高效增粘性（Piotr Kujawa,Annie Audibert‐Hayet,Joseph Selb,and Francoise Candau.Effect of Ionic Strength on the Rheological Properties of Multisticker Associative Polyelectrolytes.Macromolecules,2006,39(1):384‐392.）。疏水缔合聚合物优异的性能使其可用于三次采油、涂料和水处理等领域，是一类应用前景极为广阔的水溶性高分子聚合物。 

众所周知，分子量和残余丙烯酰胺（AM）含量是疏水缔合聚合物产品质量的重要指标，高分子量可明显提高产品综合性能和降低使用成本，而残余AM含量更是与健康息息相关，若残余丙烯酰胺含量过高，长时间接触后将对人体产生极大的危害。丙烯酰胺属于中等毒性物质，主要引起神经毒性，可通过消化道、呼吸道和皮肤粘膜等多种途径被人体吸收。丙烯酰胺进入人体后生成活性环氧丙酰胺，并与DNA上的鸟嘌呤结合形成加合物，导致遗传物质损伤和基因突变的同时可致多种器官肿瘤，国际癌症研究机构(IARC)将丙烯酰胺列为2类致癌物（食品中丙烯酰胺危害的研究进展，楼方贺，浙江预防医学2010年第22卷第七期）。而对于丙烯酰胺类聚合物，要作为非致癌物，在最终产品中残余丙烯酰胺的含量必须低于0.1%。由此可见，保证高分子量、 降低疏水缔合聚合物中残余丙烯酰胺的含量对产品性能、使用成本、人体健康和生态环境保护均等具有重要的意义。 

在疏水缔合聚合物（或丙烯酰胺类聚合物）研究领域，高分子量和低残余AM含量往往很难同时实现，一般降低残余AM含量的措施如提高反应温度、增加引发剂浓度等均明显降低产品分子量，而增加分子量的措施如降低反应温度和降低引发剂浓度等又不能保证聚合反应充分进行，残余AM含量极高(高分子化学第三版，潘祖仁，自由基聚合.)。尽管高分子量和低残余AM含量是疏水缔合聚合物极其重要的指标，但目前多数研究集中于高分子量疏水缔合聚合物的合成与应用，而同步实现高分子量和低残余丙烯酰胺含量，尤其是如何降低残余丙烯酰胺含量的研究相对较少。在聚合物残余丙烯酰胺含量的评价方法和具体研究方面，GB12005.3‐1989、GB12005.4‐1989和GB12005.5‐1989提供了聚丙烯酰胺中残余丙烯酰胺的检测方法；专利CN101649022A介绍了一种降低阴离子型聚丙烯酰胺残余单体含量的制备方法，其核心内容是优化生产工艺合成了残余单体含量低于0.05%的AM/AMPS/AA共聚物；专利CN101111526A介绍了一种低残余单体含量的水溶性或水溶胀聚合物生产方法，其核心内容是在聚合单体溶液达到最大温度后进行电磁辐射，该方法虽然能提高单体转化率，实现低残余单体含量，但是却增加了电磁辐射生产工艺，增加了制造成本。 

发明内容：

本发明旨在克服现有技术的不足，目的之一是提供一种使聚合反应平稳，单体转化率高，可以合成出高分子量、低残余AM含量疏水缔合聚合物的复合引发剂；目的之二是提供该疏水缔合聚合物的制备方法。 

本发明的目的之一可通过如下技术措施来实现： 

本发明提供的一种疏水缔合聚合物合成用引发体系，其基本思路为：以自由基聚合动力学理论为依据，根据引发剂分解温度差异选择多种氧化还原引发剂和热引发剂作为复合引发剂，使其在整个聚合过程中，随聚合体系温度的升高在不同的温度段缓慢分解，始终保持较低的自由基浓度，引发单体聚合，实现高分子量和低残余丙烯酰胺含量。