CN102086249B

CN102086249B - 反相乳液聚合制备超支化乙烯或丙烯酰胺类聚合物的方法

Info

Publication number: CN102086249B
Application number: CN2010106070813A
Authority: CN
Inventors: 王文俊; 郭含培; 王敦明; 李伯耿; 朱世平
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2010-12-27
Filing date: 2010-12-27
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-27
Also published as: CN102086249A

Abstract

本发明公开了一种反相乳液聚合方法制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物，在复合表面活性剂的作用下，通过可逆加成-断裂链转移的反相乳液聚合，采用加入后续相的操作工艺，结合使用二烯类单体以及低配比RAFT链转移剂，高转化制备高固含、高分子量的超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的稳定胶乳；本发明的方法聚合过程容易控制，且可调控最终产品的支化度以及分子量与分子量分布。

Description

反相乳液聚合制备超支化乙烯或丙烯酰胺类聚合物的方法

技术领域

本发明涉及一种水溶性乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的反相乳液聚合合成技术，尤其涉及一种适用于分散，黏附，絮凝及流变控制且具有超支化结构的乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的制备方法。

背景技术

乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物广泛应用于污水处理、钢铁、石化、造纸、印染、制糖、建材等领域，包括非离子型，阴离子型，阳离子型和两性聚合物。

水溶性乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物可通过溶液聚合或反相乳液聚合。溶液聚合时，当体系中单体如丙烯酰胺含量超过8%时粘度就很高，使聚合过程不易控制，分子量偏低。而反相乳液聚合具有聚合效率高、固含量高、聚合物分子量高等优点。CN101298488A公开了在添加甲酸钠为聚合助剂的条件下、通过反相乳液聚合制备得到阳离子型聚丙烯酰胺，聚合物分子量约为10⁶。CN1385376A和CN101143742A分别公开了使用专门合成的高分子表面活性剂的反相乳液聚合制备得到固含量高、稳定性好的聚丙烯酰胺乳液，聚丙烯酰胺为线型结构。

目前广泛使用的乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物，如丙烯酰胺及其共聚物以线型结构为主，CN1283641公开了丙烯酰胺在碱性条件下发生绝热自由基聚合，并经微波场水解合成超高分子量（分子量2800万-3600万）的阴离子型聚丙烯酰胺。CN1865299公开了在绝热条件下引入功能单体，通过三段复合引发体系引发剂的协同效应合成不同分子量范围的超高分子量聚丙烯酰胺。但是，超高分子量的线型聚丙烯酰在水中的溶解性差，溶解速率较低，并且高分子量的线性聚合物的粘度也较大，影响加工性能，提高生产成本。而同等分子量的超支化聚合物与线性聚合物相比，具有更低的粘度、高流变性和良好的溶解性，使用方便。

超支化聚合物是一类高度支化的具有三维椭球状立体构造的大分子，含大量的末端及主链官能团，通常使用特殊的AB_x型单体直接一步缩聚制得。WO 99/46301公开了使用多烯类单体以及适当比例的硫醇为链转移剂，通过传统的自由基聚合制备得到支化聚甲基丙烯酸甲酯，但高转化率下聚合物发生交联，得不到支化聚合物。Perrier等（Macromolecules,2005,38:2131-2136）报道采用可逆加成-断裂转移（RAFT）聚合方法，使用二甲基丙烯酸乙二醇酯制备超支化聚甲基丙烯酸甲酯，但是聚合过程中需要使用大量链转移剂，转化率低，固体含量低，且聚合时间长达几十个小时。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种反相乳液聚合制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的反相乳液合成方法，包括以下步骤：

（1）配制连续相：在室温条件下，将油溶性乳化剂、高分子表面活性剂溶于溶剂油，混合均匀；所述油溶性乳化剂、高分子表面活性剂、溶剂油的质量比例控制在0.4-15: 0.01-12: 8-68。

（2）配制分散相：将水溶性乳化剂、单体、二烯类化合物、链转移剂和引发剂溶解在水中，配制成分散相，其中，水溶性乳化剂、单体、二烯类化合物、链转移剂、引发剂、水之间的质量比例控制在0.4-15：3-45：0.01-2.25：0.00045-0.45： 0.00009-0.45：3-65。

（3）配制后续相：将单体、二烯类化合物溶解于水，配制成后续相；单体、二烯类化合物、水之间的质量比例控制在0.01-36：0.01-2.25：3-20。

（4）按质量比0.5~25︰0.5~25︰0.01~10取步骤1~3配制的连续相、分散相和后续相，然后在室温、机械搅拌条件下将分散相逐渐加入到连续相中，混合乳化。升高温度，在35-80oC条件下进行聚合反应。反应至1-8小时后，在0-3小时内将后续相逐渐加入到反应体系中，继续反应，制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物。

本发明的有益效果是：本发明方法通过可逆加成-断裂转移（RAFT）聚合方法，采用反相乳液聚合工艺，采用加入后续相的操作工艺，结合使用二烯类单体以及低配比的链转移剂，在反相乳液体系中高转化地制备高固含超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的稳定胶乳，聚合反应容易控制，且可调控最终产品的支化度以及分子量与分子量分布。

具体实施方式

本发明反相乳液聚合制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的方法通过半连续可逆加成-断裂转移（RAFT）反相乳液聚合方法，因在RAFT聚合过程中使用了链转移常数高的特殊链转移剂，该链转移剂与增长自由基发生可逆加成-断裂的再生转移，保持自由基活性，实现可控和“活性”的自由基聚合，并能调控聚合物的结构。同时，采用加入后续相的操作工艺，结合低配比链转移剂的使用，聚合反应容易控制，可高转化地形成高固含的稳定胶乳。

具体来说，本发明的反相乳液聚合制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的方法，包括以下步骤：

一、配制连续相：在室温条件下，将油溶性乳化剂、高分子表面活性剂溶于溶剂油，混合均匀；

溶剂油包括芳香族、环烷烃类、脂肪族类的液态烃类及其含取代基的化合物，包括全氯乙烯、四氯化碳、甲苯、苯、二甲苯、正己烷、正辛烷、十二烷、十四烷、C13-C14异构烷烃、C13-C16异构烷烃、120#溶剂油、200#溶剂油、煤油、液体石蜡、白油及其混合物。控制溶剂油和分散相中水的质量比例为0.5-2：2-0.5。

油溶性乳化剂、高分子表面活性剂、溶剂油的质量比例控制在0.4-15: 0.01-12: 8-68。其中，油溶性乳化剂为山梨糖醇脂肪酸酯等，如脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、多油酸聚甘油酯、甘油单硬脂酸酯等及其混合物。高分子表面活性剂是一种两亲性聚合物，聚合物链中同时存在亲水、亲油基团，包括环氧乙烯-环氧丙烷嵌段共聚物、十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐共聚物等及其混合物。

二、配制分散相：将水溶性乳化剂、单体、二烯类化合物、链转移剂和引发剂溶解在水中，配制成分散相，其中，水溶性乳化剂、单体、二烯类化合物、链转移剂、引发剂、水之间的质量比例控制在0.4-15： 3-45： 0.01-2.25： 0.00045-0.45： 0.00009-0.45： 3-65。

水溶性乳化剂为非离子型表面活性剂，包括失水山梨糖酯环氧乙烷加成物、烷基醇或烷基酚环氧乙烷加成物等，如聚氧乙烯脱水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯油酸基醚、聚氧乙烯硬脂酰胺、聚氧乙烯壬基苯基醚等及其混合物。

单体可以是各种非离子型、阴离子型、阳离子型和两亲性水溶性单体，包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-双取代丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、N-（2-羟丙基）丙烯酰胺、N-丙烯酰吡咯烷、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮等；阴离子型单体包括丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、对乙烯基苯磺酸（钠）、对乙烯基苯甲酸等；阳离子型单体包括二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、N,N-二甲基乙烯基苯基氨及其季铵盐、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶等；两亲性单体包括N-（3-磺酸丙基）2-乙烯基吡啶、2-丙烯酰氧乙基磷酸胆碱等。

二烯类化合物包括对称性和非对称烯类化合物，常用的二烯类化合物包括N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，二丙烯酸酯聚乙二醇酯，二甲基丙烯酸聚乙二醇酯等，非对称二烯类化合物包括（甲基）丙烯酸乙烯氧基聚乙二醇酯等。

链转移剂为二硫代或三硫代化合物，其中包括二硫代苯甲酸酯类、三硫代碳酸盐类、二硫代氨基甲酸盐类、黄原酸酯类等。常用的二硫代酯类链转移剂如4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯、2-氰基异丙基二硫代苯甲酸酯、2-（2-羧乙基二硫代羰基硫）丙酸、4-氰基-4-（二乙基硫代氨基甲酰硫）戊酸、2-甲氧乙基2-苯基-2-（戊基硫代羰基硫）乙酸酯等，三硫代碳酸盐类如（3-苯甲巯基硫代羰基硫）丙酸、2-（乙巯基硫代羰基硫）-2-甲基丙酸、3-（（1-羧基乙巯基）硫代羰基硫）丙酸、2，2’-硫代羰基二（硫烷基）二（2-甲基丙酸）等，黄原酸酯类如乙基黄原酸基乙酸、（2-（乙酰氧基）甲基）黄原酸基苯甲酸等。

引发剂可以是各种适用于极性溶剂体系的引发剂，如化学引发剂，光化学引发剂，辐射引发剂等，合适的化学引发剂有过过氧类引发剂、偶氮类引发剂、氧化-还原引发剂等。常用的过氧类引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾等，偶氮类引发剂包括4，4’-偶氮双（4-氰基戊酸）、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉等，氧化-还原引发剂包括过氧化物（例如过硫酸钾、过硫酸铵等）与一种还原剂（如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、甲醛合次硫酸氢钠等）的复合体系。光化学引发剂如（2-羟基-1-[4-（羟基）苯基]-2-甲基-1-丙酮）等。

三、配制后续相：将单体、二烯类化合物溶解于水，配制成后续相；单体、二烯类化合物、水之间的质量比例控制在0.01-36： 0.01-2.25： 3-20。

四、按质量比0.5~25︰0.5~25︰0.01~10取步骤1~3配制的连续相、分散相和后续相，然后在室温、机械搅拌条件下将分散相逐渐加入到连续相中，混合乳化。升高温度，在35-80oC条件下进行聚合反应。反应至1-8小时后，在0-3小时内将后续相逐渐加入到反应体系中，继续反应，制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物。

步骤一和步骤二中的用于反相乳液聚合制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的乳化剂均为非离子型表面活性剂，包括山梨糖醇脂肪酸酯、失水山梨糖酯环氧乙烷加成物、烷基醇或烷基酚环氧乙烷加成物等，如脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙脱水山梨糖醇单油酸酯、聚氧乙烯油酸基醚、聚氧乙烯硬脂酰胺、氧乙烯壬基苯基醚、多油酸聚甘油酯、甘油单硬脂酸酯等及其混合物，选用的乳化剂的亲水亲油平衡值（HLB）介于2-7。

聚合温度控制在35℃到80℃之间，反应至1到8小时后，在0到3小时内将后续相加入到反应体系中，总反应时间控制在3到15小时之间。得到的最终超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物为乳液总量的15%到45%之间。

下面通过具体实例进一步说明本发明方案和结果，但并不能认为本发明仅限于这些实例中。在实施例中，除特殊说明，所有的分数和百分数都是重量比。

实施例1

在100ml三口瓶中加入0.72份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.41份Span80、8.85份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将7.2份丙烯酰胺、0.0173份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.27份Tween80和0.0205份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在7份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相中，得到单体乳液，升温至45℃开始反应。反应4小时后，将剩余的1.8份丙烯酰胺和0.0097份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在2.75份水中配制后续相，45分钟内以恒定的速率将后续相滴加入反应体系，滴加完毕后继续参与反应3小时，得到稳定的超支化聚丙烯酰胺胶乳。

该实施例中，聚合体系的转化率为99.8%，其重均分子量为1.98×10⁶，分子量分布为1.69，聚合物支化程度的参数g’为0.167（g’可以表征分子的支化程度，线性聚合物的g’=1，而支化分子的g’<1；支化程度越高，g’越小）。

该实施例制备得到高支化的聚丙烯酰胺且胶乳稳定性好。

对比例1

不使用后续相加料方式，配方同实施例1。

在100ml三口瓶中加入0.72份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.41份Span80、8.85份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将9份丙烯酰胺、0.0173份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.27份Tween80、0.0097份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.0205份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在9.75份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相，得到单体乳液，升温至45℃开始反应7小时，得到超支化聚丙烯酰胺胶乳，存在凝胶。聚合体系的转化率为99.1%，其重均分子量为7.7×10⁵，分子量分布为2.93，聚合物支化程度的参数g’为0.349。

该对比例1制备得到的胶乳存在凝胶。

对比例2

不使用N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，配方同实施例1。

在100ml三口瓶中加入0.72份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.41份Span80、8.85份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将9份丙烯酰胺、0.0173份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.27份Tween80及0.0205份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在9.75份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相中，得到单体乳液，升温至45℃开始反应7小时，得到聚丙烯酰胺胶乳。聚合体系的转化率为98.4%，其重均分子量为5.53×10⁵，分子量分布为2.4，聚合物支化程度的参数g’为1。

对比例2不能制得高支化的聚丙烯酰胺。

实施例2

在100ml三口瓶中加入0.72份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.41份Span80、8.85份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将7.2份丙烯酰胺、0.0173份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.27份Tween80及0.0205份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在7份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相中，得到单体乳液，升温至55℃开始反应。反应4小时后，将剩余的1.8份丙烯酰胺和0.0097份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在2.75份水中，55分钟内以恒定的速率将后续相滴加入反应体系，滴加完毕后继续参与反应3小时，得到稳定的超支化聚丙烯酰胺胶乳。

该实施例中，聚合体系的转化率为99.2%，其重均分子量为1.03×10⁶，分子量分布为3.1，聚合物支化程度的参数g’为0.309。

实施例2制备得到高支化的聚丙烯酰胺且胶乳稳定性好。

实施例3

在100ml三口瓶中加入1.2份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.51份Span80、8.58份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将7.2份丙烯酰胺、0.0173份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.29份Tween80和0.0205份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在7份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相，得到单体乳液，升温至45℃开始反应。反应5小时后，将剩余的1.8份丙烯酰胺和0.0291份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在2.42份水中配制后续相，45分钟内以恒定的速率将后续相滴加入反应体系，继续参与反应3.5小时，得到稳定的超支化聚丙烯酰胺胶乳。

该实施例中，聚合体系的转化率为98.8%，其重均分子量为3.85×10⁶，分子量分布为2.43，聚合物支化程度的参数g’为0.05。

实施例3制备得到高支化的聚丙烯酰胺且胶乳稳定性好。

实施例4

在100ml三口瓶中加入0.72份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.41份Span80、8.85份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将7.2份丙烯酰胺、0.0173份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.27份Tween80、0.00194份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和0.0205份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在7份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相，得到单体乳液，升温至45℃开始反应。反应4小时后，将剩余的1.8份丙烯酰胺和0.0466份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在2.75份水中配制成后续相，45分钟内以恒定的速率将后续相滴加入反应体系，继续参与反应4小时，得到稳定的超支化聚丙烯酰胺胶乳。

该实施例中，聚合体系的转化率为91.6%，其重均分子量为1.26×10⁶，分子量分布为5.74，聚合物支化程度的参数g’为0.1。

实施例4制备得到高支化的聚丙烯酰胺且胶乳稳定性好。

实施例5

在100ml三口瓶中加入1.2份十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、1.51份Span80、8.58份异构烷烃，机械搅拌混合均匀并通氮除氧，配制成连续相。将5.4份丙烯酰胺、0.0115份3-苯甲疏基硫代羰基丙酸、0.29份Tween80和0.0137份偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐溶解在7份水中，配制成分散相。设置搅拌速度为450转/分钟，在室温条件下，1小时内将分散相恒速滴加入连续相，得到单体乳液，升温至45℃开始反应。反应4小时后，将剩余的3.6份丙烯酰胺和0.0195份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶解在2.42份水中配制成后续相，1小时内以恒定的速率将后续相滴加入反应体系，继续参与反应6小时，得到稳定的超支化聚丙烯酰胺乳液。

该实施例中，聚合体系的转化率为98.0%，其重均分子量为2.3×10⁶，分子量分布为2.26，聚合物支化程度的参数g’为0.1。

实施例5制备得到高支化的聚丙烯酰胺且胶乳稳定性好。

实施例需要涵盖各范围的前后端，以及尽可能选用可选的各组分，最好每个实施例有几句话说明该实施例的优点所在。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物的反相乳液合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配制连续相：在室温条件下，将油溶性乳化剂、高分子表面活性剂溶于溶剂油，混合均匀；所述油溶性乳化剂、高分子表面活性剂、溶剂油的质量比例控制在0.4-15: 0.01-12: 8-68；

（2）配制分散相：将水溶性乳化剂、单体、二烯类化合物、链转移剂和引发剂溶解在水中，配制成分散相，其中，水溶性乳化剂、单体、二烯类化合物、链转移剂、引发剂、水之间的质量比例控制在0.4-15：3-45：0.01-2.25：0.00045-0.45： 0.00009-0.45：3-65；

（3）配制后续相：将单体、二烯类化合物溶解于水，配制成后续相；单体、二烯类化合物、水之间的质量比例控制在0.01-36：0.01-2.25：3-20；

（4）按质量比0.5~25︰0.5~25︰0.01~10取步骤1~3配制的连续相、分散相和后续相，然后在室温、机械搅拌条件下将分散相逐渐加入到连续相中，混合乳化；升高温度，在35-80oC条件下进行聚合反应；反应至1-8小时后，在0-3小时内将后续相逐渐加入到反应体系中，继续反应，制备超支化乙烯基或丙烯基酰胺类聚合物；

其中，所述步骤（1）中，所述油溶性乳化剂为非离子型表面活性剂，为山梨糖醇脂肪酸酯；所述高分子表面活性剂是一种两亲性聚合物，聚合物链中同时存在亲水、亲油基团，包括：环氧乙烯-环氧丙烷嵌段共聚物、十二羟基硬脂酸-环氧乙烷嵌段共聚物、丙烯酸酯-丙烯酰胺共聚物、丙烯酸酯-丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸酯-二甲基二烯丙基氯化铵共聚物和丙烯酸酯-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵盐共聚物；所述溶剂油包括全氯乙烯、四氯化碳、甲苯、苯、二甲苯、正己烷、正辛烷、十二烷、十四烷、C13-C14异构烷烃、C13-C16异构烷烃、120#溶剂油、200#溶剂油、煤油、液体石蜡和白油；

所述步骤（2）中，所述水溶性乳化剂为非离子型表面活性剂，包括：失水山梨糖酯环氧乙烷加成物、烷基醇环氧乙烷加成物和烷基酚环氧乙烷加成物；所述单体为非离子型单体、阴离子型单体、阳离子型单体或两亲性水溶性单体；所述非离子型单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-双取代丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-丙烯酰吗啉、N-（2-羟丙基）丙烯酰胺、N-丙烯酰吡咯烷、N-乙烯基甲酰胺和N-乙烯基吡咯烷酮；所述阴离子型单体包括：丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙基丙烯酸、对乙烯基苯磺酸、对乙烯基苯磺酸钠和对乙烯基苯甲酸；所述阳离子型单体包括：二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、丙烯酸二甲氨基乙酯、N,N-二甲基乙烯基苯基氨及其季铵盐、2-乙烯基吡啶和4-乙烯基吡啶；所述两亲性水溶性单体包括：N-（3-磺酸丙基）2-乙烯基吡啶和2-丙烯酰氧乙基磷酸胆碱；所述二烯类化合物为对称性烯类化合物或非对称性烯类化合物；所述对称性烯类化合物包括：N，N’-亚甲基双丙烯酰胺、二丙烯酸酯聚乙二醇酯和二甲基丙烯酸乙二醇酯；所述非对称性烯类化合物为（甲基）丙烯酸乙烯氧基聚乙二醇酯；所述链转移剂为二硫代或三硫代化合物，为二硫代苯甲酸酯类链转移剂、三硫代碳酸盐类链转移剂、二硫代氨基甲酸盐类链转移剂或黄原酸酯类链转移剂；所述二硫代苯甲酸酯类链转移剂包括4-氰基戊酸二硫代苯甲酸酯和2-氰基异丙基二硫代苯甲酸酯；所述二硫代氨基甲酸盐类链转移剂为4-氰基-4-（二乙基硫代氨基甲酰硫）戊酸；所述三硫代碳酸盐类链转移剂包括：（3-苯甲巯基硫代羰基硫）丙酸、2-（乙巯基硫代羰基硫）-2-甲基丙酸、3-（（1-羧基乙巯基）硫代羰基硫）丙酸和2，2’-硫代羰基二（硫烷基）二（2-甲基丙酸），所述黄原酸酯类链转移剂包括：乙基黄原酸基乙酸和（2-(乙酰氧基)甲基）黄原酸基苯甲酸；所述引发剂为化学引发剂、光化学引发剂或辐射引发剂；所述化学引发剂包括：过氧类引发剂、偶氮类引发剂和氧化-还原引发剂；所述过氧类引发剂包括过硫酸铵和过硫酸钾；所述偶氮类引发剂包括：4,4’-偶氮双（4-氰基戊酸）、偶氮二异丁基脒盐酸盐、偶氮二异丙基咪唑啉盐酸盐和偶氮二异丙基咪唑啉；所述光化学引发剂为（2-羟基-1-[4-（羟基）苯基]-2-甲基-1-丙酮）。