CN111040070A - 一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法 - Google Patents

一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，包括以下步骤：称取配方、制备备用溶液、聚合反应、乙醇回收和破碎包装并检验入库；本发明借助乙醇作为有机溶剂，借助作为引发剂，制成偶氮二异丁腈乙醇溶液，再利用甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯和纯化水制成甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，在与丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯的混合中构成乳液体系，借助水和乙醇的互溶，形成混合度较好的反应体系，制备更加方便，且提高纯度，也不需要借助表面活性剂，大大降低了生产成本，反应产物更适用于药物的功能性载体。

Description

一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法
技术领域
本发明涉及高分子化工技术领域，尤其涉及一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法。
背景技术
聚甲丙烯酸铵酯是药物等的功能性载体，能够实现医药、化妆品和农药的缓控释，还用作为抗静电剂、水处理剂、混凝土的抗泥剂等，在聚甲丙烯酸铵酯的制备中，由于甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯等季铵基丙烯酸酯为固体，几乎不溶于丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯等丙烯酸类单体，故难以进行常规的自由基本体聚合，一般地，采用无水乙醇等有机溶剂将甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯等季铵基甲基丙烯酸酯配制成溶液，再与待共聚油溶性的丙烯酸酯类混合构成溶液体系，或者，将季铵基丙烯酸酯配成水溶液，在表面活性剂的作用下与待共聚油溶性的丙烯酸酯类混合构成乳液体系，通过油溶性或水溶性的引发剂引发自由基聚合制备铵基甲基丙烯酸酯共聚物；
现有技术中，合成聚甲丙烯酸铵酯时，所用固体季铵基丙烯酸酯均需要先加溶剂溶解后才能与油溶性丙烯酸酯类混合成溶液体系，聚甲丙烯酸铵酯因丙烯酸乙酯不溶于甲基丙烯酸甲酯，其合成采用本体聚合体系或采用无水有机溶剂构成溶液聚合反应体系，造成制备困难，纯度难以保证，因此，本发明提出一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，以解决现有技术中的不足之处。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，该方法借助水和乙醇的互溶，形成混合度较好的反应体系，制备更加方便，且提高纯度，也不需要借助表面活性剂，大大降低了生产成本。
本发明提出一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取配方
用天平秤称取配方：丙烯酸乙酯30kg、甲基丙烯酸甲酯60-65kg、甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯5-10kg、偶氮二异丁腈1.8-2kg、乙醇190kg和纯化水4.5kg；
步骤二：制备备用溶液
用不锈钢桶称取配方量的偶氮二异丁腈溶于100kg乙醇中，得到偶氮二异丁腈乙醇溶液，备用；用不锈钢桶称取配方量的甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯溶于配方量的纯化水中，得到甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，备用；
步骤三：聚合反应
用不锈钢桶分别称取配方量的丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和余下90kg乙醇依次加入搪玻璃反应釜内，启动搪玻璃反应釜内的搅拌器，调转速50-65转/分，同时依次打开搪玻璃反应釜进入回流冷凝器的冷却水进出阀以及进入搪玻璃反应釜夹套的蒸汽阀门进行加热，随即依次加入步骤二所得到的偶氮二异丁腈乙醇溶液和甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，等待搪玻璃反应釜内蒸汽加热0.4-0.6h，待釜内温升至55-70℃，调整冷却水进出阀以及蒸汽阀门开度，将搪玻璃反应釜内保温在65±5℃，在釜内进行聚合反应，反应5.5-6.5h，得到中间体；
步骤四：乙醇回收
聚合反应结束后，对步骤三得出的中间体进行检验，合格后将中间体转移至薄膜蒸发器中加热升温到80℃以上，使中间体中的乙醇蒸发，蒸出乙醇总量的1/2，得到浓缩浆料；
步骤五：破碎包装并检验入库
将步骤四得到的浓缩浆料浇于不锈钢托盘中，放入真空干燥箱中加热，经80℃真空干燥4小时烘干，然后将烘干后的产物放入粉碎机中破碎，得到成品，再对成品包装并通过传递窗传至外包装间贴签，再进行成品检验入库。
进一步改进在于：所述步骤二中，将偶氮二异丁腈溶于100kg乙醇中，搅拌10-15min，温度保持在室温，将甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯溶于纯化水中，搅拌5-10min，温度保持在室温。
进一步改进在于：所述步骤二中，甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯为结晶粉体或含量为80％的水溶液中的一种，所述甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯为含量80％的水溶液时，补水至配方量。
进一步改进在于：所述步骤三中，待搪玻璃反应釜内温度加热至30-35℃时，加入偶氮二异丁腈乙醇溶液，待釜内温度加热至45-50℃时，加入甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液。
进一步改进在于：所述步骤四中，对中间体的检验经过外观、溶解性、熔点、比旋四个方面综合判断。
进一步改进在于：所述步骤四中，将中间体转移至薄膜蒸发器中加热升温到80℃以上，加热2-4h，蒸出乙醇。
进一步改进在于：所述步骤五中，将烘干后的产物放入粉碎机中破碎，破碎出的颗粒分布为20～140μm。
本发明的有益效果为：本发明借助乙醇作为有机溶剂，借助作为引发剂，制成偶氮二异丁腈乙醇溶液，再利用甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯和纯化水制成甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，在与丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯的混合中构成乳液体系，借助水和乙醇的互溶，形成混合度较好的反应体系，制备更加方便，且提高纯度，也不需要借助表面活性剂，大大降低了生产成本，反应产物更适用于药物的功能性载体，同时，利用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯和偶氮二异丁腈用量的改变，可以得到聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ或聚甲丙烯酸铵酯Ⅱ，便于根据所需渗透性合理制备。
附图说明
图1为本发明的实施例一流程图；
图2为本发明的实施例二流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例一
根据图1所示，本实施例提供了一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取配方
用天平秤称取配方：丙烯酸乙酯30kg、甲基丙烯酸甲酯60kg、甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯10kg、偶氮二异丁腈2kg、乙醇190kg和纯化水4.5kg；
步骤二：制备备用溶液
用不锈钢桶称取配方量的偶氮二异丁腈溶于100kg乙醇中，搅拌15min，温度保持在室温，得到偶氮二异丁腈乙醇溶液，备用；用不锈钢桶称取配方量的甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯的结晶粉体溶于配方量的纯化水中，搅拌10min，温度保持在室温，得到甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，备用；
步骤三：聚合反应
用不锈钢桶分别称取配方量的丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和余下90kg乙醇依次加入搪玻璃反应釜内，启动搪玻璃反应釜内的搅拌器，调转速60转/分，同时依次打开搪玻璃反应釜进入回流冷凝器的冷却水进出阀以及进入搪玻璃反应釜夹套的蒸汽阀门进行加热，待搪玻璃反应釜内温度加热至35℃时，加入偶氮二异丁腈乙醇溶液，待釜内温度加热至50℃时，加入甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，等待搪玻璃反应釜内蒸汽加热0.5h，待釜内温升至60℃，调整冷却水进出阀以及蒸汽阀门开度，将搪玻璃反应釜内保温在65±5℃，在釜内进行聚合反应，反应6h，得到中间体；
步骤四：乙醇回收
聚合反应结束后，对步骤三得出的中间体进行检验，经过外观、溶解性、熔点、比旋四个方面综合判断，合格后将中间体转移至薄膜蒸发器中加热升温到80℃以上，加热3h，使中间体中的乙醇蒸发，蒸出乙醇总量的1/2，得到浓缩浆料；
步骤五：破碎包装并检验入库
将步骤四得到的浓缩浆料浇于不锈钢托盘中，放入真空干燥箱中加热，经80℃真空干燥4小时烘干，然后将烘干后的产物放入粉碎机中破碎，破碎出的颗粒分布为100μm，得到成品，再对成品包装并通过传递窗传至外包装间贴签，再进行成品检验入库。
实施例二
根据图2所示，本实施例提供了一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：称取配方
用天平秤称取配方：丙烯酸乙酯30kg、甲基丙烯酸甲酯65kg、甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯5kg、偶氮二异丁腈1.8kg、乙醇190kg和纯化水4.5kg；
步骤二：制备备用溶液
用不锈钢桶称取配方量的偶氮二异丁腈溶于100kg乙醇中，搅拌15min，温度保持在室温，得到偶氮二异丁腈乙醇溶液，备用；用不锈钢桶称取配方量的甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯的结晶粉体溶于配方量的纯化水中，搅拌10min，温度保持在室温，得到甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，备用；
步骤三：聚合反应
用不锈钢桶分别称取配方量的丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和余下90kg乙醇依次加入搪玻璃反应釜内，启动搪玻璃反应釜内的搅拌器，调转速60转/分，同时依次打开搪玻璃反应釜进入回流冷凝器的冷却水进出阀以及进入搪玻璃反应釜夹套的蒸汽阀门进行加热，待搪玻璃反应釜内温度加热至35℃时，加入偶氮二异丁腈乙醇溶液，待釜内温度加热至50℃时，加入甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，等待搪玻璃反应釜内蒸汽加热0.5h，待釜内温升至60℃，调整冷却水进出阀以及蒸汽阀门开度，将搪玻璃反应釜内保温在65±5℃，在釜内进行聚合反应，反应6h，得到中间体；
步骤四：乙醇回收
聚合反应结束后，对步骤三得出的中间体进行检验，经过外观、溶解性、熔点、比旋四个方面综合判断，合格后将中间体转移至薄膜蒸发器中加热升温到80℃以上，加热3h，使中间体中的乙醇蒸发，蒸出乙醇总量的1/2，得到浓缩浆料；
步骤五：破碎包装并检验入库
将步骤四得到的浓缩浆料浇于不锈钢托盘中，放入真空干燥箱中加热，经80℃真空干燥4小时烘干，然后将烘干后的产物放入粉碎机中破碎，破碎出的颗粒分布为100μm，得到成品，再对成品包装并通过传递窗传至外包装间贴签，再进行成品检验入库。
根据实施例一可以得出聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ，根据实施例二可以得出聚甲丙烯酸铵酯Ⅱ。
本发明借助乙醇作为有机溶剂，借助作为引发剂，制成偶氮二异丁腈乙醇溶液，再利用甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯和纯化水制成甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，在与丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯的混合中构成乳液体系，借助水和乙醇的互溶，形成混合度较好的反应体系，制备更加方便，且提高纯度，也不需要借助表面活性剂，大大降低了生产成本，反应产物更适用于药物的功能性载体，同时，利用甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯和偶氮二异丁腈用量的改变，可以得到聚甲丙烯酸铵酯Ⅰ或聚甲丙烯酸铵酯Ⅱ，便于根据所需渗透性合理制备。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：称取配方
用天平秤称取配方：丙烯酸乙酯30kg、甲基丙烯酸甲酯60-65kg、甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯5-10kg、偶氮二异丁腈1.8-2kg、乙醇190kg和纯化水4.5kg；
步骤二：制备备用溶液
用不锈钢桶称取配方量的偶氮二异丁腈溶于100kg乙醇中，得到偶氮二异丁腈乙醇溶液，备用；用不锈钢桶称取配方量的甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯溶于配方量的纯化水中，得到甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，备用；
步骤三：聚合反应
用不锈钢桶分别称取配方量的丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和余下90kg乙醇依次加入搪玻璃反应釜内，启动搪玻璃反应釜内的搅拌器，调转速50-65转/分，同时依次打开搪玻璃反应釜进入回流冷凝器的冷却水进出阀以及进入搪玻璃反应釜夹套的蒸汽阀门进行加热，随即依次加入步骤二所得到的偶氮二异丁腈乙醇溶液和甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液，等待搪玻璃反应釜内蒸汽加热0.4-0.6h，待釜内温升至55-70℃，调整冷却水进出阀以及蒸汽阀门开度，将搪玻璃反应釜内保温在65±5℃，在釜内进行聚合反应，反应5.5-6.5h，得到中间体；
步骤四：乙醇回收
聚合反应结束后，对步骤三得出的中间体进行检验，合格后将中间体转移至薄膜蒸发器中加热升温到80℃以上，使中间体中的乙醇蒸发，蒸出乙醇总量的1/2，得到浓缩浆料；
步骤五：破碎包装并检验入库
将步骤四得到的浓缩浆料浇于不锈钢托盘中，放入真空干燥箱中加热，经80℃真空干燥4小时烘干，然后将烘干后的产物放入粉碎机中破碎，得到成品，再对成品包装并通过传递窗传至外包装间贴签，再进行成品检验入库。
2.根据权利要求1所述的一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，将偶氮二异丁腈溶于100kg乙醇中，搅拌10-15min，温度保持在室温，将甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯溶于纯化水中，搅拌5-10min，温度保持在室温。
3.根据权利要求1所述的一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯为结晶粉体或含量为80％的水溶液中的一种，所述甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯为含量80％的水溶液时，补水至配方量。
4.根据权利要求1所述的一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，待搪玻璃反应釜内温度加热至30-35℃时，加入偶氮二异丁腈乙醇溶液，待釜内温度加热至45-50℃时，加入甲基丙烯酸氯化三甲铵基乙酯水溶液。
5.根据权利要求1所述的一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，对中间体的检验经过外观、溶解性、熔点、比旋四个方面综合判断。
6.根据权利要求1所述的一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，将中间体转移至薄膜蒸发器中加热升温到80℃以上，加热2-4h，蒸出乙醇。
7.根据权利要求1所述的一种聚甲丙烯酸铵酯的制备方法，其特征在于：所述步骤五中，将烘干后的产物放入粉碎机中破碎，破碎出的颗粒分布为20～140μm。
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