CN111072826A - 一种两亲性高分子聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于反相乳液聚合的高分子稳定剂及其制备方法，其为一种两亲性高分子聚合物，含有以下重量百分比的各原料组分：引发剂0.05％‑0.8％(相对单体总量)、乙烯基单体10％‑60％，其余皆为去离子水。该两亲性高分子聚合物具有优良的亲水亲油性，可以运用在反相乳液聚合体系中，给予油包水乳液很好的保护，使其分散稳定，不易破乳和分层。

Description

一种两亲性高分子聚合物及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子化学中功能高分子的合成技术领域，具体涉及一种添加到反相乳液聚合的高分子稳定剂。
背景技术
聚丙烯酰胺(PAM)根据其聚合物分子链上是否带电和带电种类，可以分为非离子型、阳离子型、阴离子型和两性型聚丙烯酰胺。丙烯酰胺(AM)具有很高的化学活性和很好的水溶性，因此合成的阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)具有多种活泼的基团，可与许多物质亲和、吸附形成氢键，广泛应用在污水处理、石油开采、化妆品增稠和造纸等诸多领域，享有“百业助剂”的美称，具有很髙的商业价值。
我国CPAM的工业化生产起步较晚，生产的CPAM主要存在产品质量不稳定、规模小和技术不成熟等问题，而髙端品质的CPAM主要依靠进口。因此研究制备高品质CPAM己刻不容缓。制备CPAM主要有水溶液聚合、沉淀聚合、分散聚合、反相悬浮聚合、反相乳液聚合和反相微乳液聚合等方法。水溶液聚合法是工业上使用最早及最普遍的制备 CPAM的方法，但是水溶液聚合具有合成产品有效固含量低、反应后期体系黏度变大导致搅拌困难、传热差等缺点，使得水溶液聚合的发展受到了限制。反相乳液聚合法具有聚合速率大、产物相对分子质量高且分布窄、有效固含量髙和反应热易散去等优点，这使得CPAM的反相乳液的基础性研究和应用性研究在近几年取得了较大的进展。
对于反相乳液而言，乳液的稳定性是其最重要的一个特征。近年来，通过在反相乳液体系内引入无机电解质、对表面活性剂进行改性等方法来提高乳液的稳定性，但是效果都不是很好。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种阳离子型两亲性聚合物来提高反相乳液的稳定性，该两亲性聚合物在添加量很少的情况下，可以极大提高阳离子聚丙烯酰胺反相乳液在制备和储存过程中的稳定性，以防止乳液破乳分层。
本发明的具体方案如下：
一种用于反相乳液聚合的高分子稳定剂，其为两亲性高分子聚合物，其特征在于，其含有以下重量百分比的各原料组分：引发剂0.05％-0.8％(相对单体总量)、乙烯基单体10％-60％，其余皆为水；
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、V-50(偶氮二异丁脒盐酸盐)、VA-044 (偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐)中任意一种或几种混合；
所述的乙烯基单体为丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100、聚乙二醇甲基丙烯酸十八烷基酯1100中的任意一种或几种混合。
其中丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵购自于浙江皇马科技股份有限公司，聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100、聚乙二醇甲基丙烯酸十八烷基酯1100购自于巴斯夫股份公司(BASF SE)。
优选地，所述高分子稳定剂还含有相对单体总量0.05％-0.5％的链转移剂。
进一步，所述链转移剂为异丙醇、次磷酸钠、巯基乙醇的一种或者几种混合。
本发明还提供了一种用于反相乳液聚合的高分子稳定剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)先将链转移剂溶于水，然后缓慢向水中加入乙烯基单体，溶解并搅拌，搅拌速度为200rpm，并通氮气30min；
(2)待通完氮气后，进行加热，加热温度为55℃～85℃；
(3)待达到引发温度后，加入引发剂，保温3～4h。
本发明还提供了用于反相乳液聚合的高分子稳定剂在制备阳离子型聚丙烯酰胺中的应用。
本发明创新性地提供了一种用于反相乳液聚合的高分子稳定剂及其制备方法，该两亲性高分子聚合物具有优良的亲水亲油性，可以运用在反相乳液聚合体系中，给予油包水乳液很好的保护，使其分散稳定，不易破乳和分层。而且，即使在添加量很少的情况下，也可以极大提高阳离子聚丙烯酰胺反相乳液在制备和储存过程中的稳定性，以防止乳液破乳分层。
具体实施方式
实施例一：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入40g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，
然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至82℃，加入0.12g过硫酸铵，保温2h即可得到样品。
实施例二：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入40g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至65℃，加入0.12gV-50，保温2h 即可得到样品。
实施例三：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入40g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至82℃，加入0.12g过硫酸铵，保温2h即可得到样品。
实施例四：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入10g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，20g聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100，0.4g浓度10％的异丙醇水溶液，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至65℃，加入0.08g V-50，保温2h即可得到样品。
实施例五：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入10g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，20g聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100，0.4g浓度10％的异丙醇水溶液，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至65℃，加入0.08g V-50，保温2h即可得到样品。
实施例六：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入10g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，20g聚乙二醇甲基丙烯酸十八烷基酯1100，0.4g浓度10％的异丙醇水溶液，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至65℃，加入0.08g V-50，保温2h即可得到样品。
实施例七：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入15g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，15g聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100，0.4g浓度10％的异丙醇水溶液，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至82℃，加入0.12g过硫酸铵，保温2h即可得到样品。
实施例八：
用四口烧瓶称量120g去离子水，加入22g浓度60％丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵，8g聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100，0.4g浓度10％的异丙醇水溶液，然后通氮气30min，搅拌速度200rpm，然后升温至82℃，加入0.12g过硫酸钠，保温2h即可得到样品。
实施例九：
将实施例1～8制备的两亲性聚合物添加到反相乳液体系中，添加量为2％，可以明显提高乳液稳定性。
表1：稳定性测试结果
不添加 2天分层
实施例一 15天略微分层
实施例二 15天略微分层
实施例三 15天略微分层
实施例四 30天不分层
实施例五 30天不分层
实施例六 30天不分层
实施例七 30天不分层
实施例八 30天不分层
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于反相乳液聚合的高分子稳定剂，其特征在于，所述高分子稳定剂为两亲性高分子聚合物，含有以下重量百分比的各原料组分：相对单体总量0.05％-0.8％的引发剂、10％-60％的乙烯基单体，其余皆为水；
所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中任意一种或几种混合；
所述的乙烯基单体为丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100、聚乙二醇甲基丙烯酸十八烷基酯1100中的任意一种或几种混合。
2.如权利要求1所述的用于反相乳液聚合的高分子稳定剂，其特征在于，还含有相对单体总量0.05％-0.5％的链转移剂。
3.如权利要求2所述的用于反相乳液聚合的高分子稳定剂，其特征在于，所述链转移剂为异丙醇、次磷酸钠、巯基乙醇的一种或者几种混合。
4.一种用于反相乳液聚合的高分子稳定剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)先将链转移剂溶于水，然后缓慢向水中加入乙烯基单体，溶解并搅拌，搅拌速度为200rpm，并通氮气30min；
(2)待通完氮气后，进行加热，加热温度为55℃～85℃；
(3)待达到引发温度后，加入引发剂，保温3～4h。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾、偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐中任意一种或几种混合。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的乙烯基单体为丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙二醇甲基丙烯酸二十二烷基酯1100、聚乙二醇甲基丙烯酸十八烷基酯1100中的任意一种或几种混合。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的链转移剂为异丙醇、次磷酸钠、巯基乙醇的一种或者几种混合。
8.如权利要求1～3任一项所述的用于反相乳液聚合的高分子稳定剂在制备阳离子型聚丙烯酰胺中的应用。
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