CN101200545A - 一种聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法 - Google Patents
一种聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种工艺简单、无副产物的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法，其特点是：以环氧氯丙烷、长链烷基仲胺和二甲胺为原料，使环氧氯丙烷和长链烷基仲胺在40℃～70℃的温度范围充分混合反应；然后降温至0℃～20℃，连续滴加二甲胺溶液；滴加完毕后，连续而缓慢的升温至40℃～80℃，进行保温反应，最终生成所需的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物。所得产物可用于石油开采，选矿，纺织等多方面。
Description
技术领域
本发明涉及到一种聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法。
背景技术
本发明涉及到的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物，是亲水大分子链上带有少量疏水基团的水溶性聚合物。疏水缔合水溶性聚合物由亲水部分和疏水部分组成。亲水部分使聚合物溶于水相体系，疏水部分由于范德华力聚集在一起，使水溶液具有良好的增粘作用和抗盐耐温性。可广泛用于石油开采，选矿，纺织等领域。
传统的疏水缔合水溶性聚合物合成工艺复杂。这是由于在合成过程中很难将油溶性单体和水溶性单体充分混合。一般有两种方法将疏水部分连接到水溶性聚合物链上，即直接将疏水单体和水溶性单体共聚的方法和先共聚合再进行官能化的大分子反应法。油溶性单体和水溶性单体共聚主要有3种方法，即非均相共聚、均相共聚和胶束共聚；另外，还有反相微乳液聚合、无皂乳液聚合和阴离子聚合。共聚合成的主要产物是丙烯酰胺类的共聚物。
大分子反应法是聚合物疏水改性的另一种方法，即在聚合物上引入疏水或亲水基团的方法。其优点是可以直接用商品聚合物作起始原料，而且得到的产物相对分子质量高；其缺点是反应在高粘度的聚合物溶液中进行，反应物不容易混合均匀。该方法主要应用于纤维素衍生物、聚乙二醇衍生物以及聚丙烯酸的疏水改性等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：将提供一种工艺简单、无副产物的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法，其特点是：以环氧氯丙烷、长链烷基仲胺和二甲胺为原料，使环氧氯丙烷和长链烷基仲胺在40℃～70℃的温度范围充分混合反应；然后降温至0℃～20℃，连续滴加二甲胺溶液；滴加完毕后，连续而缓慢的升温至40℃～80℃，进行保温反应，最终即生成所需的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物。所得产品的结构式如下：
上式中的R1和R2各自独立地选自带有1-20个碳原子的直链或支链烷基，并且R1和R2中至少有一个为带有至少6个碳原子的直链或支链烷基；X-表示一种与阳离子相结合的阴离子，一般可优选为Cl-；m与n的摩尔比为96.6∶0.4到90.0∶10.0；m与n的摩尔比优选为99.2∶0.8到98.0∶2.0。
上述所得到的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的重均分子量
为5.0×103g/mol到1.0×105g/mol。
上述的长链烷基仲胺为R1NHR2，其中R1和R2各自独立地选自带有1-20个碳原子的直链或支链烷基，并且R1和R2中至少有一个为带有至少6个碳原子的直链或支链烷基。具体可选自以下物质中的一种或几种：二辛胺，双十仲胺，双十二仲胺，双油基胺，双硬脂基仲胺，双十四仲胺，双十六仲胺，双十八仲胺，混合十二、十四仲胺，混合十六、十八仲胺。
上述的二甲胺溶液的浓度为30％-50％。
在上述的合成方法过程中，滴加二甲胺溶液的时间t1控制在1.0小时到5.0小时；保温反应的时间t2控制在2.0小时到6.0小时。
本发明所述的合成方法的具体操作步骤如下：
(1)将反应器洗净，烘干；称取一定量的长链烷基仲胺加入到反应器中，然后迅速加入称好的环氧氯丙烷；开搅拌，加热升温至40℃到70℃，保温至两种物质完全混合成均一的无色透明溶液后，降温。
(2)当温度降至0℃到20℃时，将称量好的30％-50％的二甲胺溶液置于恒压滴液漏斗中，连续滴加二甲胺溶液，滴加时间为1.0小时到5.0小时，整个滴加过程温度需保持在0℃到20℃之间；
(3)二甲胺溶液滴加完毕后，连续而缓慢的升温至40℃到80℃下进行保温，升温速度不宜过快，升温速度为1℃/分钟，保温时间为2.0小时到4.0小时。
(4)保温结束后，得到无色至黄色微浊粘稠液体，即可停止反应，得到目标产物。
本发明得到的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物具有耐温，耐盐和抗剪切等优点。可用于石油开采，选矿，纺织等多方面。
本发明的优点是：
(一)该工艺所述的反应过程无需使用有机溶剂，无三废产生，清洁环保。
(二)本合成方法不需要先合成单体再聚合，一锅法直接合成得到目标产物，工艺简单，低能耗，容易工业放大，并且转化率高，具有很高的经济价值。
(三)本产品属聚胺类物质，毒性低，应用范围广泛。
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，但本发明不应仅限于这些实施例。
实施例1
将反应器洗净，烘干；称取4.9克二正辛胺加入到250ml的反应器中，然后迅速加入94克环氧氯丙烷；开搅拌，加热升温至50℃，保温15分钟，至两种物质完全混合成均一的无色透明溶液后，降温。当温度降至10℃时，将110克40％的二甲胺溶液置于恒压滴液漏斗中，连续滴加二甲胺溶液，滴加时间为3.0小时到4.0小时，整个滴加过程温度需保持在0℃到10℃之间；二甲胺溶液滴加完毕后，连续而缓慢的升温至70℃下进行保温，升温速度为1℃/分钟，保温时间为3.0小时。保温结束后，得到黄色微浊粘稠液体，调节pH值到中性，即得到目标产物。
实施例2
称取7.4克二正辛胺加入到500ml的反应器中，然后迅速加入187克环氧氯丙烷；开搅拌，加热升温至45℃，保温20分钟，至两种物质完全混合成均一的无色透明溶液后，降温。当温度降至10℃时，将221克40％的二甲胺溶液置于恒压滴液漏斗中，连续滴加二甲胺溶液，滴加时间为3.0小时到4.0小时，整个滴加过程温度需保持在5℃到15℃之间；二甲胺溶液滴加完毕后，连续而缓慢的升温至60℃下进行保温，升温速度为1℃/分钟，保温时间为4.0小时。保温结束后，得到浅黄色微浊粘稠液体，即降温停止反应，得目标产物。
实施例3
称取5.2克硬脂基仲胺加入到反应器中，然后迅速加入94克环氧氯丙烷；开搅拌，加热升温至65℃，保温30分钟，至两种物质完全混合成均一的无色透明溶液后，降温。当温度降至10℃时，将89克50％的二甲胺溶液置于恒压滴液漏斗中，连续滴加二甲胺溶液，滴加时间为4.0小时到5.0小时，整个滴加过程温度需保持在10℃到20℃之间；二甲胺溶液滴加完毕后，连续而缓慢的升温至70℃下进行保温，保温时间为5.0小时。保温结束后，得到浅黄色浑浊粘稠液体，即降温停止反应，得目标产物。
实施例4
称取20.8克硬脂基仲胺加入到反应器中，然后迅速加入187克环氧氯丙烷；开搅拌，加热升温至65℃，保温30分钟，至两种物质完全混合成均一的无色透明溶液后，降温。当温度降至10℃时，将176克50％的二甲胺溶液置于恒压滴液漏斗中，连续滴加二甲胺溶液，滴加时间为4.0小时到5.0小时，整个滴加过程温度需保持在10℃到20℃之间；二甲胺溶液滴加完毕后，连续而缓慢的升温至70℃下进行保温，保温时间为6.0小时。保温结束后，得到浅黄色浑浊粘稠液体，即降温停止反应，得目标产物。
Claims (8)
1.一种聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的合成方法，其特征在于：以环氧氯丙烷、长链烷基仲胺和二甲胺为原料，使环氧氯丙烷和长链烷基仲胺在40℃～70℃的温度范围充分混合反应；然后降温至0℃～20℃，连续滴加二甲胺溶液；滴加完毕后，连续而缓慢的升温至40℃～80℃，进行保温反应，最终即生成所需的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物。所得产品的结构式如下：
上式中的R1和R2各自独立地选自带有1-20个碳原子的直链或支链烷基，并且R1和R2中至少有一个为带有至少6个碳原子的直链或支链烷基；X-表示一种与阳离子相结合的阴离子；m与n的摩尔比为96.6∶0.4到90.0∶10.0。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：m与n的摩尔比优选为99.2∶0.8到98.0∶2.0。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：X-为Cl-。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所得到的聚胺类阳离子疏水缔合水溶性聚合物的重均分子量
为5.0×103g/mol到1.0×105g/mol。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的合成方法，其特征在于：所述长链烷基仲胺为R1NHR2，其中R1和R2各自独立地选自带有1-20个碳原子的直链或支链烷基，并且R1和R2中至少有一个为带有至少6个碳原子的直链或支链烷基。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于：所述的长链烷基仲胺选自以下物质中的一种或几种：二辛胺，双十仲胺，双十二仲胺，双油基胺，双硬脂基仲胺，双十四仲胺，双十六仲胺，双十八仲胺，混合十二、十四仲胺，混合十六、十八仲胺。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的合成方法，其特征在于：二甲胺溶液的浓度为30％-50％。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的合成方法，其特征在于：滴加二甲胺溶液的时间t1控制在1.0小时到5.0小时；保温反应的时间t2控制在2.0小时到6.0小时。
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| CN101885805A (zh) * | 2010-05-28 | 2010-11-17 | 中国海洋石油总公司 | 用于增加和/或稳定疏水缔合型聚合物驱油剂粘度的阳离子聚合物 |
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2007
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| CN101885805B (zh) * | 2010-05-28 | 2012-07-18 | 中国海洋石油总公司 | 用于增加和/或稳定疏水缔合型聚合物驱油剂粘度的阳离子聚合物 |
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