CN101081885A - 聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法。它是以由高收率一步法清洁制备工艺得到的工业阳离子单体DMDAAC水溶液为原料，一次性加入过硫酸盐为引发剂和Na₄EDTA络合剂，搅拌下控制反应温度，按梯度升温控制引发速率，于较低温度下引发单体DMDAAC的聚合反应，增加产物PDMDAAC的聚合度，提高相对分子质量，反应后期于较高温度下加入含少量引发剂的水溶液以提高产物中单体转化率，最后通过控制加入的稀释用水量，调节产物的固含量。本发明不仅易于得到有较高相对分子质量的聚合产物，而且其制备方法有良好的经济性和工业化基础；使引发温度降低，聚合反应在较温和条件下进行，易于操作，生产成本低；易于得到不同固含量并满足不同用途的PDMDAAC产物。

Description

聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法

技术领域

本发明属于阳离子季铵盐均聚产物的工业制备技术，特别是一种聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法。

背景技术

聚二甲基二烯丙基氯化铵(Poly-Dimethyldiallyl ammonium chloride，简称PDMDAAC)是一种阳离子季铵盐单体，二甲基二烯丙基氯化铵(Dimethyldiallylammonium chloride，简称DMDAAC)的均聚产物，其分子结构和聚合反应式如下：

式中n，m＝2，3，4，……。

PDMDAAC是一种带有阳离子季铵盐基团的水溶液线型高分子聚合物，也是阳离子型聚电解质。PDMDAAC为白色易吸水粉末，易溶于水、甲醇和冰醋酸，不溶于其它溶剂。商品一般为水溶液，但也有干粉产品。在室温下，PDMDAAC水溶液在pH值0.5～14范围内稳定。由于其无毒，水溶性好，正电荷密度高，pH值适用范围广，故PDMDAAC被广泛地应用在原水脱浊、杀菌灭藻处理，城市生活污水、含油废水、造纸废水絮凝处理，污泥脱水、印染废水脱色处理，织物的抗静电处理和固色后整理以及日用化学品等诸多方面。然而，PDMDAAC作为一种水溶液阳离子高分子聚合物的诸多应用和应用领域，除了受其相对分子质量的高低(一般用30±0.1℃条件下，由乌氏粘度计测得的其在1M NaCl溶液中的特征粘度η值大小来表征，η值高者，相对分子质量值大)的影响；还受其制备工艺清洁经济与否的影响。因此，寻求制备较高相对分子质量，且清洁经济的PDMDAAC制备工艺一直是该领域研究工作者的主攻方向之一。

PDMDAAC是由单体DMDAAC经自由基聚合得到的产物，其聚合反应进行程度的高低(大小)，即产物相对分子质量的高低和制备工艺的清洁经济性不仅受原料单体的质量影响，而且受聚合反应条件影响。

制备单体DMDAAC的方法主要有工业一步法和两步法两种，一步法是在二甲胺、氯丙烯和氢氧化钠的水溶液中，集多步反应为一体，直接制备DMDAAC产物的方法。该方法具有工艺简单安全，产品产率高(＞90％)，生产和提纯过程不用有机溶液，“三废”少，成本低的特点，适用于工业化生产。但因其副产物、未反应原料和中间体存在导致产物单体DMDAAC溶液中杂质量多而影响其聚合反应性能。两步法采用分步工艺，并采用大量丙酮等有机溶剂，结果产品中杂质量较少，但因其收率低(＜68％)成本高，废弃物多，而多适用于实验室制备。

制备PDMDAAC的聚合反应工艺条件则包括：引发剂体系及其用量的选择和单体起浓度、反应的温度、时间控制等条件。在引发剂体系中，主要有偶氮类(含偶氮复合物类)引发剂和过氧化物类(含氧化还原类)引发剂体系。偶氮类引发剂具有受反应介质的pH值和所含杂离子的影响小，引发体系稳定性好，引发效率高等优点但由于其工业化和商品化程度低，价格高，来源少，往往只适用于实验室研究。而过氧化物类，特别是过硫酸盐(碱金属，铵盐)类引发剂具有来源广，价格低，工业化和商品化程度高而十分适用于工业化生产。

国内外的研究工作者注意到上述情况，通常他们采用合适的单体和引发剂体系分别用于(1)可工业化的聚合反应产物PDMDAAC生产工艺和产品应用研究；(2)实验室聚合反应的理论和产物性质的基础研究。例如：

文献1(Tajima Shigeru，et.al.，Nippon Kayako Co.，Ltd.，Japan.Diallyldialkylammonium chloride polymer for flocculating agents.JP 05 601 861 121，1981)采用水溶性偶氮引发剂，偶氮双脒基丙烷盐酸盐(V-50)引发聚合pH值已调到6.8～7.0的单体DMDAAC(来源未说明)，得到较高相对分子质量的产物PDMDAAC。其中采用70％单体水溶液，引发剂占单体0.4％；于40℃下反应48h，得到产物固有粘度最高为4.07dL/g的蜡状产物(30℃下，5％NaCl溶液为溶剂，测量用仪器未说明)。

文献2(Jeffrey R.Cramm，et.al.，Nalco Chemical Company.Polymerization ofdiallyldialkyl ammonium halide compoumds with azo compound and inorganic salt.US 005422 408，1995)采用47％～67％的DMDAAC单体溶液(来源未说明)，加入占单体质量分数2％～20％NaCl和0.010％EDTA盐，分两批加入总量占单体质量比为0.5％～1.5％的水溶性偶氮双脒基丙烷盐酸盐V-50。于52～62℃，反应4～12h，并加入第一批V-50，然后升温到81℃保温1h，加入第二批V-50，得到特征粘度最高为2.07dL/g的产物PDMDAAC(1M硝酸钠溶液中测得，仪器和温度未说明)。

文献3(Welcher Richard P.et.al.，American Cyanamid Co.，Controlled Polymerizationof dimethyldiallyl ammonium halides by use of alkali metal or ammonium bisulfites ormetabisulfites，US 4 092 467，1978)采用63％的DMDAAC单体水溶液(来源未说明)，在用N₂气吹扫单体和引发剂溶液后，于105～115℃高温单体水溶液处迥流状态条件下，滴加占单体质量1％的引发剂过硫酸铵和占单体质量0.0％～10.0％亚硫酸氢盐(碱金属盐或铵盐)溶液，分别连续在反应的前6h和前3h滴加完，共反应6h，再反应0.5h，得到产物最高特征粘度为3.28dL/g，单体转化率98％的PDMDAAC产物(η值测试条件未说明)。

文献4(Tajima Shigeru.Nippon Kayaku Co.，Ltd.，Japan.Diallyldialkyl methyl-ammonium chloride and its polymer，JP 56 016 448，1981)采用改进的一步法制得的单体(原料二甲胺经精馏处理，单体合成时采用交替加氯丙烯、NaOH方法)DMDAAC来制备PDMDAAC。70％的DMDAAC水溶液，用特丁基过氧化物在40℃下引发聚合反应数小时后，自然升温到60℃后，再自动降温到40℃，再反应72h，得产物最高特征粘度2.9dL/g的PDMDAAC产物(30℃、5％NaCl水溶液中，未说明仪器)。

文献5(高华星等.用新型水溶性偶氮引发剂引发二甲基二烯丙基氯化铵的聚合反应，功能高分子学报，1995，18(3)：249)用经活性炭柱精制的DMDAAC溶液在密闭的小试管中于50℃下。由偶氮双脒基丙烷二盐酸盐(AAP·2HCl)与过硫酸铵的复合引发剂(1∶1)引发聚合(用量未说明)，得产物特征粘度最大为1.40dL/g，单体转化率最高为95％。

文献6(吴全才等，聚二甲基二烯丙基氯化铵的合成及应用，大连轻工业学院学报，1997，16(1)：9～12)采用油溶性偶氮引发剂，偶氮二异庚腈(ABVN)，过氧化二碳酸二异丙酯(IPP)，过硫酸铵(APS)(未说明用量)，对70％DMDAAC水溶液(未说明来源)在500mL反应瓶中于80℃下引发聚合4h，然后用水稀释产物PDMDAAC到40％水溶液出料。产物在甲醇、丙酮混合溶液中沉淀析出除去小分子产物和未反应单体，得到精制的产物在低浓度NaCl溶液中，于25℃±0.1℃用乌氏粘度计测得特征粘度最高值为2.27dL/g。

文献7(张万忠，水溶性偶氮引发剂用于氯化二甲基二烯丙基铵的聚合，应用化学，2004，21(5)：483～486)采用改进的二步法工艺条件，在收率＜50％的情况下得到单体DMDAAC溶液。将68％DMDAAC单体水溶液经N₂吹洗后，加入引发剂偶氮二异丁基脒二盐酸盐(AIBA·2HCl)，助剂EDTA，在(70±1)℃下引发聚合8～10h，得到胶体均聚产物PDMDAAC，产物用含链终止剂的聚合物沉淀剂沉淀浸泡，除去约占总量10％的未反应单体和低分子产物后得精制产物在1M NaCl溶液中于(30±0.1)℃下用乌氏粘度计测量得到特征粘度最高为2.25dL/g。

文献8(陈卓，N，N-甲基-二烯丙基氯化铵的合成及其聚合反应，贵州师范大学学报(自然科学版)，2000，18(4)：50～53)采用一步法制备的DMDAAC单体，在三口烧瓶中，经N₂吹洗，用过硫酸铵引发剂引发聚合，当采用68％单体DMDAAC，聚合温度为60℃，Na₄EDTA用量为6.0×10^-3g时，产物PDMDAAC最高特征粘度为1.31dL/g，单体转化率(溴加成法测)为88.8％。

文献9(赵华章等，阳离子型高分子絮凝剂PDMDAAC与P(DMDAAC-AM)的合成与分析，精细化工，2001，18(11)：645～648)采用一定浓度由一步法工艺制得的单体DMDAAC水溶液，于150mL反应瓶中通N₂0.5h，加入占单体质量1％复合引发剂(未说明物质名称)，于40℃搅拌下聚合8h后，得产物PDMDAAC，经丙酮、乙醇沉淀除去未反应单体和小分子聚合物，得到精制产物，其最高特征粘度为1.96dL/g(30±0.1)℃下，1M NaCl溶液，用乌氏粘度计测得。

文献10(阎醒，聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，CN 1 566 166A(公开号)，2005)采用由一步法工艺制得的DMDAAC单体溶液25kg，加纯水5kg，加入20％过硫酸铵APS引发剂溶液5g，常温下放置，自然升温到50℃后再聚合10h，制得粘稠PDMDAAC溶液，其极限粘度1.24(于0.5M NaCl溶液中测定，方法，温度均未说明)。

由上述可知，至今为止报道的各种文献中，对于寻求适宜于工业化生产的、经济清洁的PDMDAAC制备工艺来说，现有的制备方法存在以下各种缺陷：

(1)文献1，2，3，5，6不能说明制备所使用的阳离子单体DMDAAC的工艺，从而无法评价所得PDMDAAC制备工艺的经济性。

(2)文献1，2，5，6，7，9采用了工业化和商品化程度低的偶氮类引发剂或其复合引发剂，从而影响其产物PDMDAAC的生产成本和生产工艺的工业化应用。

(3)在采用过氧化物引发剂来制备PDMDAAC产物的文献3，4，8，10中，文献3不能说明制备其所用单体的工艺方法，并且其聚合反应在105～115℃，单体处高温迥流条件下进行6h以上，工艺条件苛刻；文献4以一步法单体为原料，采用了稳定性差的叔丁基过氧化物为引发剂，在40～60℃温度间，反应时间长达72h以上。工艺缺少经济性。文献8、10以一步法单体为原料，工艺条件温和，但产物相对分子质量低，均未超过1.35dL/g。

(4)文献7、9得到的为洗去未反应单体的小分子产物后精制产物的特征粘度，因而其制备方法仅适用于实验室研究工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单清洁，操作成本低，产物相对分子质量较高，残余单体少的聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法。

实现本发明目的技术解决方案为：一种聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，包括以下步骤：

(1)以工业一步法制备的单体二甲基二烯丙基氯化铵质量分数为40％～60％的单体溶液为原料，在聚合反应装置中经减压蒸馏脱水使其单体的质量分数为70％～85％；

(2)在20～40℃温度下搅拌步骤(1)得到的二甲基二烯丙基氯化铵单体溶液，并一次性加入占单体二甲基二烯丙基氯化铵质量分数0.3％～1.5％的引发剂过硫酸盐和络合剂Na₄EDTA，配成反应液；

(3)加入去离子水调节步骤(2)得到的反应液，使单体二甲基二烯丙基氯化铵的质量分数为52.5％～70％，再通入N₂除反应器内的空气；

(4)将步骤(3)得到的反应体系在搅拌下升温到43～49℃进行引发聚合反应，然后升温到49～55℃进行聚合反应；

(5)再加热升温到60～80℃进行熟化聚合反应，在熟化阶段的反应液中一次性加入含有引发剂的水溶液，使反应体系固含量到45％～55％，加入的引发剂量为步骤(2)中加入量的0～1/2；

(6)在熟化聚合反应过程完成后，加热升温反应体系到80～90℃，加水调节反应体系固含量到30％～50％，趁热出料，得到具有较高相对分子质量的聚二甲基二烯丙基氯化铵产物。

本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法的引发剂过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。

本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法中，络合剂Na₄EDTA占从步骤(1)得到的单体二甲基二烯丙基氯化铵质量分数的0.001％～0.030％。

本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法的反应体系的引发聚合反应和聚合反应分别进行2～4h。

本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法的熟化聚合反应3～5h。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

(1)采用具高收率的工业一步法清洁工艺制备得到有较高纯度的阳离子单体DMDAAC为原料，制备PDMDAAC产物，不仅易于得到有较高相对分子质量的聚合产物，而且其制备方法有良好的经济性和工业化基础；

(2)采用价廉易得，性质稳定，分解活化能较低的过硫酸盐引发剂，使引发温度降低，聚合反应在较温和条件下进行，易于操作，生产成本低；

(3)采用分步升温引发聚合的方法，一次性加入引发剂，操作简易，而且使引发剂分解引发聚合反应的速率得到控制，使聚合反应低速平稳进行，易得到较高相对分子质量的产物，使工艺具有良好经济性和应用性；

(4)加入少量Na₄EDTA与过硫酸盐构成氧化还原体系，进一步降低引发剂分解引发聚合反应的温度，同时还可用于控制反应体系的pH值，缓冲过硫酸盐分解引起的局部pH值变化导致的速率增加的趋势，保证聚合反应平稳进行，此外，还可络合可能存在的多价金属离子，减少其对自由基聚合反应的影响；

(5)反应后期，在较高温度条件下，补加少量引发剂，使得体系在完成大部分聚合反应后所剩的残余单体得到进一步引发聚合，减少产物中残余单体量，提高了产物相对分子质量；

(6)反应结束，通过加热维持一定温度，保证反应体系的流动性，进而加入不同水量调节产物的固含量，操作简便，易于得到不同固含量并满足不同用途的PDMDAAC产物。

附图说明

附图是本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例1：结合附图，本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，包括以下步骤：

第一步，取50kg工业一步法制备的单体DMDAAC质量分数约为56％的单体溶液，于反应器内减压蒸馏、脱水，得质量分数为72.0％的单体溶液38.9kg；

第二步，在温度20～40℃时的搅拌下加入溶有络合剂Na₄EDTA 2.0g和引发剂过硫酸铵126g的水溶液1.0kg，其量分别约占单体质量0.0071％和0.45％，配成反应液；

第三步，加去离子水4.8kg，调节反应液中单体质量分数为62.5％，通入氮气去除反应器中空气；

第四步，搅拌下分步梯度升温反应液到43～45℃和49～53℃，各停留3h进行引发聚合反应和聚合反应，然后加热反应液升温到60～68℃进行熟化聚合反应；

第五步，在熟化反应液中，加入含引发剂过硫酸铵63g的水溶液17.4kg，引发剂过硫酸铵用量为第一次加入的1/2，并熟化聚合反应3h；

第六步，在熟化聚合反应过程完成后，升温控制反应液在80～85℃，搅拌下加水调节产物固含量约为(30±1)％，出料得到PDMDAAC液态产物92.7kg。用乌氏粘度计测定得到产物特征粘度为1.75dL/g；用溴化法测定产物中残余单体计算单体转化率，单体转化率为98.2％。

实施例2：结合附图，本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，包括以下步骤：

第一步，取50kg工业一步法制备的单体DMDAAC质量分数约为56％的单体溶液，于反应器内减压蒸馏、脱水，得质量分数为76.0％的单体溶液36.8kg；

第二步，在温度20～40℃时的搅拌下加溶有络合剂Na₄EDTA 2.0g和引发剂过硫酸铵154g的水溶液1.0kg，其量分别约占单体质量0.0071％和0.55％，配成反应液；

第三步，加入去离子水5.1kg，调节反应液中单体质量分数为65.0％，通入N₂驱除反应器中空气；

第四步，搅拌下，分步梯度升温反应液到44～46℃和53～55℃，分别停留2h，进行引发聚合反应和聚合反应，然后加热反应液升温到68～72℃，进行熟化聚合反应；

第五步，在熟化反应液中，加入含引发剂过硫酸铵77g的水溶液19.1kg，引发剂过硫酸铵用量为第一次加入量的1/2，并熟化聚合反应3h；

第六步，在熟化聚合反应过程完成后，升温控制反应液在85～90℃，搅拌下加水调节产物固含量约为(30±1)％，出料得到PDMDAAC液态产物91.2kg。用乌氏粘度计测定得到产物特征粘度为1.73dL/g；用溴化法测定产物中残余单体计算单体转化率，单体转化率为96.4％。

实施例3：结合附图，本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵制法的具体实施方式为：

第一步，取50kg工业一步法制备的单体DMDAAC质量分数约为56％的单体溶液，于反应器内减压蒸馏、脱水，得质量分数为85.0％的单体溶液33.0kg；

第二步，在温度20～40℃时的搅拌下加溶有络合剂Na₄EDTA6.0g和引发剂过硫酸钾182g的水溶液1.0kg，其量分别占单体质量分数的0.0213％和0.65％，配成反应液；

第三步，加入去离子水12.5kg，调节反应中单体质量分数为60.0％，通入氮气驱除反应器中的空气；

第四步，搅拌下，分步梯度升温反应液到45～47℃和51～55℃，分别停留3.5h和3.0h，进行引发聚合反应和聚合反应，然后加热反应液升温到72～80℃，进行熟化聚合反应；

第五步，在熟化反应液中，加入含引发剂过硫酸钾61g的水溶液15.5kg，引发剂用量为第一次加入量的1/3，并熟化聚合反应4h；

第六步，在熟化聚合反应过程完成后，升温控制反应液在83～86℃，搅拌下加水调节产物固含量约为(30±1)％，出料得到PDMDAAC液态产物91.8kg。用乌氏粘度计测定得到产物特征粘度为1.67dL/g；用溴化法测定产物中残余单体计算单体转化率，单体转化率为98.2％。

实施例4：结合附图，本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵制法的具体实施方式为：

第一步，取50kg工业一步法制备的单体DMDAAC质量分数约为60％的单体溶液，于反应器内减压蒸馏、脱水，得质量分数为75.0％的单体溶液40.0kg；

第二步，在温度20～40℃时的搅拌下加溶有络合剂Na₄EDTA6.0g和引发剂过硫酸钠225g的水溶液1.0kg，其量分别占单体质量分数的0.020％和0.75％，配成反应液；

第三步，加入去离子水11.0kg，调节反应中单体质量分数为57.5％，通入氮气驱除反应器中的空气；

第四步，搅拌下，分步梯度升温反应液到43～45℃和50～55℃，分别停留4.0h和3.5h，进行引发聚合反应和聚合反应，然后加热反应液升温到65～70℃，进行熟化聚合反应；

第五步，在熟化反应液中，加入含引发剂过硫酸钠0g的水溶液14.5kg，引发剂用量为第一次加入量的0，并熟化聚合反应5h；

第六步，在熟化聚合反应过程完成后，升温控制反应液在80～85℃，搅拌下加水调节产物固含量约为(30±1)％，出料得到PDMDAAC液态产物98.6kg。用乌氏粘度计测定得到产物特征粘度为1.58dL/g；用溴化法测定产物中残余单体计算单体转化率，单体转化率为95.3％。

实施例5：结合附图，本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，包括以下步骤：

第一步，取50kg工业一步法制备的单体DMDAAC质量分数约为60％的单体溶液，于反应器内减压蒸馏、脱水，得质量分数为70.0％的单体溶液42.9kg；

第二步，在温度20～40℃时的搅拌下加溶有络合剂Na₄EDTA2.1g和引发剂过硫酸铵90g的水溶液1.0kg，其量分别约占单体质量0.0071％和0.30％，配成反应液；

第三步，加入去离子水4.1kg，调节反应液中单体质量分数为62.5％，通入N₂驱除反应器中空气；

第四步，搅拌下，分步梯度升温反应液到44～46℃和50～53℃，分别停留2h，进行引发聚合反应和聚合反应，然后加热反应液升温到70～72℃，进行熟化聚合反应；

第五步，在熟化反应液中，加入含引发剂过硫酸铵45g的水溶液18.7kg，引发剂过硫酸铵用量为第一次加入量的1/2，并熟化聚合反应3h；

第六步，在熟化聚合反应过程完成后，升温控制反应液在80～85℃，搅拌下加水调节产物固含量约为(30±1)％，出料得到PDMDAAC液态产物96.8kg。用乌氏粘度计测定得到产物特征粘度为1.50dL/g；用溴化法测定产物中残余单体计算单体转化率，单体转化率为98.5％。

实施例6：结合附图，本发明聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，包括以下步骤：

第一步，取50kg工业一步法制备的单体DMDAAC质量分数约为60％的单体溶液，于反应器内减压蒸馏、脱水，得质量分数为73.0％的单体溶液41.1kg；

第二步，在温度20～40℃时的搅拌下加溶有络合剂Na₄EDTA 2.1g和引发剂过硫酸铵450g的水溶液1.0kg，其量分别约占单体质量0.0071％和1.50％，配成反应液；

第三步，加入去离子水14.6kg，调节反应液中单体质量分数为52.5％，通入N₂驱除反应器中空气；

第四步，搅拌下，分步梯度升温反应液到44～46℃和50～53℃，分别停留3h，进行引发聚合反应和聚合反应，然后加热反应液升温到68～72℃，进行熟化聚合反应；

第五步，在熟化反应液中，加入含引发剂过硫酸铵150g的水溶液9.5kg，引发剂过硫酸铵用量为第一次加入量的1/3，并熟化聚合反应4h；

第六步，在熟化聚合反应过程完成后，升温控制反应液在85～90℃，搅拌下加水调节产物固含量约为(30±1)％，出料得到PDMDAAC液态产物93.8kg。用乌氏粘度计测定得到产物特征粘度为1.51dL/g；用溴化法测定产物中残余单体计算单体转化率，单体转化率为97.6％

对至今已有文献中的以一步法单体为原料、以过硫酸盐为引发剂的PDMDAAC制备工艺作对比列表如下。

本发明与现有技术的工艺条件及产物性质对比表

序号	单体来源	引发剂	制备工艺	产物η/dL/g	单体转化率/％	备注
							文献3	未说明制法和投加量级	过硫酸盐/亚硫酸氢盐	·63％单体起始含量·105～115℃高温迥流·连续滴加引发剂·反应6.5h	3.28(测试条件未说明)	98.0	高温回流条件
文献4	改进一步法单体2kg级投料	特丁基过氧化物	·70％单体起始含量·引发剂一次性加入·40℃数小时后升温到60℃·自然降温后于40℃反应72h	2.8(测试用仪器和温度未说明)	-	引发剂不稳定，反应时间长
							文献8	一步法实验室单体	过硫酸铵	·60℃反应·时间等其他未说明	1.31	88.8	η低，转化率低
文献10	一步法工业单体25kg投料	过硫酸盐	·60％单体起始含量·引发剂一次性加入·常温放置·升温到50℃后反应10h	1.24(极限粘度0.5M NaCl中测，测试条件未说明)	-	η低
							本发明工艺	一步法工业单体50kg投料	过硫酸盐	·55％～70％单体起始含量·引发剂一次性加入·46±3℃和52±3℃各反应2～4h·60℃～80℃反应3～5h·补加少量引发剂	1.75	98.2

Claims (5)

1、一种聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，包括以下步骤：

(1)以工业一步法制备的单体二甲基二烯丙基氯化铵质量分数为40％～60％的单体溶液为原料，在聚合反应装置中经减压蒸馏脱水使其单体的质量分数为70％～85％；

(2)在20～40℃温度下搅拌步骤(1)得到的二甲基二烯丙基氯化铵单体溶液，并一次性加入占单体二甲基二烯丙基氯化铵质量分数0.3％～1.5％的引发剂过硫酸盐和络合剂Na₄EDTA，配成反应液；

(3)加入去离子水调节步骤(2)得到的反应液，使单体二甲基二烯丙基氯化铵的质量分数为52.5％～70％，再通入N₂除反应器内的空气；

(4)将步骤(3)得到的反应体系在搅拌下升温到43～49℃进行引发聚合反应，然后升温到49～55℃进行聚合反应；

(5)再加热升温到60～80℃进行熟化聚合反应，在熟化阶段的反应液中一次性加入含有引发剂的水溶液，使反应体系固含量到45％～55％，加入的引发剂量为步骤(2)中加入量的0～1/2；

(6)在熟化聚合反应过程完成后，加热升温反应体系到80～90℃，加水调节反应体系固含量到30％～50％，趁热出料，得到具有较高相对分子质量的聚二甲基二烯丙基氯化铵产物。

2、根据权利要求1所述的聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，其特征在于：引发剂过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。

3、根据权利要求1所述的聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，其特征在于：络合剂Na₄EDTA占从步骤(1)得到的单体二甲基二烯丙基氯化铵质量分数的0.001％～0.030％。

4、根据权利要求1所述的聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，其特征在于：步骤(4)的反应体系的引发聚合反应和聚合反应分别进行2～4h。

5、根据权利要求1所述的聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备方法，其特征在于：熟化聚合反应3～5h。

Images