[发明专利]一种超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法

说明书

本发明提供了一种有别于传统自由基聚合的、通过有机溴化物促进作用利用微量银离子催化合成超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，根据此方法合成得到的阴离子聚丙烯酰胺具有分子量高、聚合物溶解速率快的优点，同时还具有合成工艺简单、反应温度较低、反应转化率高，易于实现大规模产业化的优点。

技术领域

本发明涉及一种超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

丙烯酰胺与丙烯酸的共聚物是一类用途广泛的多功能高分子化合物，具有优良的物化性能，如增稠、絮凝沉降、过滤、降阻和净化等，是水溶性高分子聚电解质中最重要的品种，广泛用于油田开发、矿业、印染、水处理和土壤改良等工农业领域以及医药、卫生食品等部门，也可被用作智能水凝胶，有“百业助剂”的美誉。随着我国环保理念不断深入人心，聚丙烯酰胺在水处理领域的应用需求也越来越多。

目前，实验室中合成聚丙烯酰胺以及工业上生产聚丙烯酰胺普遍采用自由基溶液聚合方法。如Rabiee等(Iranian Polymer Journal,2005,14(7):603-608)以过硫酸钾-亚硫酸钠为自由基聚合引发剂引发丙烯酰胺单体的水溶液聚合反应，制得分子量为1200万的聚丙烯酰胺。王鸿萍等(学位论文：超高分子量聚丙烯酰胺的合成及其性能研究,东北石油大学,2014)采用其自行研制的双官能度自由基引发剂进行氧化还原反应引发丙烯酰胺单体的水溶液聚合，得到平均分子量达3.0×10⁷的聚丙烯酰胺。这些方法虽然可以制备超高分子量的聚丙烯酰胺，但存在单体转化率较低，聚合反应工艺复杂，质量不稳定，所得聚丙烯酰胺聚合物分子量分布不均匀，聚合物溶解速率慢、溶解性能不好等问题。

发明内容

本发明目的是：提供一种有别于传统自由基聚合的、通过有机溴化物促进作用利用微量银离子催化合成超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，所述制备方法为(以下份数均为重量份)：

0～10℃下，将丙烯酰胺1000000份、丙烯酸240000份、氢氧化钠130000份、去离子水1800000份混合均匀，通入氮气鼓泡除氧(20min)后，加入银盐(催化剂)0.5～2份、有机溴化物(促进剂)50～250份、2,2-氮杂双(2-咪唑啉)二盐酸盐100～250份，继续鼓泡除氧(10min)后，以4℃/小时的速率升温至45℃，保温3小时，得到阴离子聚丙烯酰胺胶块，取出胶块经剪碎，真空干燥(60℃)，研磨，即得成品；

所述银盐为三氟乙酸银或三氟甲烷磺酸银，优选的，所述银盐以1.0mg/mL水溶液的形式投料；

所述有机溴化物为α-溴苯乙酸或2-溴丙酸。

本发明制备的阴离子聚丙烯酰胺粘均分子量大于1000万。

本发明的有益效果在于：

针对现有聚丙烯酰胺自由基聚合技术的不足，本发明提供了一种以微量银离子为催化剂、有机溴化物为促进剂的合成超高分子量阴离子聚丙烯酰胺的新方法，根据此方法合成得到的阴离子聚丙烯酰胺具有分子量高、聚合物溶解速率快的优点，同时还具有合成工艺简单、反应温度较低、反应转化率高，易于实现大规模产业化的优点。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

表征测试方法：

(1)聚合物中单体残留率(Mono.％)的测定

单体残留率参照GB 12005.3测定聚合物中未反应丙烯酰胺单体的含量，单体残留率：

Mono.％＝m₁/(m₁+m₂)×100％，