CN111278961A - 使用乙酸根阴离子的不含氯化物的阳离子聚合物 - Google Patents

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Abstract

一种组合物，其含有带有乙酸根抗衡离子的烯属不饱和季铵阳离子，其中所述烯属不饱和铵阳离子中的每一个阳离子仅含有一个非芳香族碳‑碳双键，并且所述组合物含有相对于季铵阳离子少于一个摩尔百分比的氯化物，所述组合物可以聚合形成阳离子聚合物乙酸盐。

Description

使用乙酸根阴离子的不含氯化物的阳离子聚合物
技术领域
本发明涉及带有乙酸根抗衡离子的可聚合阳离子单体，其适合用于聚合成基本上不含氯化物的、甚至基本上不含卤素的阳离子聚合物。
背景技术
阳离子聚合物(具体地说，含有季铵官能团的聚合物)可用于洗涤剂配方中，所述洗涤剂配方包含自动洗碗机洗涤剂配方和洗衣机洗涤剂配方。季铵化合物可用于改变从餐具上的斑点到衣服上的静电荷的一系列特性。
制备阳离子聚合物(具体地说，季铵聚合物)通常需要聚合单体阳离子氯盐。在此过程中氯化物的存在是有疑问的。游离的氯化物会腐蚀金属，包含通常用于聚合反应器的金属。因此，用于合成阳离子聚合物的反应器必须定期进行磨损监测且必须定期维修，或者所述反应器必须是玻璃衬里的或由特殊的耐氯化物合金制成。令人期望的是，能够在不产生与氯化物抗衡离子相关的问题的情况下制备阳离子聚合物，从而可以使用较便宜的钢反应器而不会由于氯化物的存在而引起降解。
类似地，使用包括氯离子的阳离子聚合物可能对暴露于所述氯离子的金属组件有害。例如，在自动洗碗机洗涤剂中使用阳离子聚合物会使聚合物暴露于洗碗机内部的金属组件。与阳离子聚合物一起存在的氯离子可以腐蚀并降解洗碗机的金属成件，这是不期望的。因此，期望的是基本上不含氯离子或任何卤离子的阳离子聚合物，具体地说，适合用于洗衣机和/或自动洗碗机洗涤剂配方的阳离子聚合物。
发明内容
本发明提供了一种在不存在氯离子的情况下制备阳离子聚合物以提供可以不含氯离子或任何卤离子的阳离子聚合物的问题的解决方案。
令人惊讶的是，本发明是发现一种制备含有带有乙酸根抗衡离子的单体阳离子的组合物(或简称为“单体阳离子乙酸盐”)的方式的结果，所述组合物可与乙酸根抗衡离子聚合从而形成阳离子聚合物。相对于阳离子单体的总摩尔数，以下中存在的氯化物或任何卤化物可以少于一个摩尔百分比(mol％)：(i)所述阳离子单体中；(ii)形成阳离子聚合物的聚合期间；和/或(iii)所述阳离子聚合物中。所述阳离子单体中、聚合期间和所述阳离子聚合物中也可以不存在氯化物或任何卤化物。包括所述单体阳离子乙酸盐的组合物可以“基本上不含”氯化物或任何卤化物，这意味着基于，所述组合物含有的氯化物或任何卤化物可以占所述组合物重量的一个重量百分比或更少，并且实际上可以不含氯化物或任何其它卤化物。实际上，本发明的组合物可以基本上不含氯化物或任何卤化物，从而不必处理所述组合物以除去卤化物。
在第一方面，本发明是一种用于由包括带有乙酸根抗衡离子的烯属不饱和季铵阳离子的组合物产生阳离子聚合物的方法，其中所述烯属不饱和铵阳离子中的每一个阳离子仅含有一个非芳香族碳-碳双键，并且所述组合物含有相对于季铵阳离子少于一个摩尔百分比的氯化物，所述方法包括通过所述碳-碳双键的自由基聚合反应来聚合所述烯属不饱和季铵阳离子，从而产生具有带有乙酸根抗衡离子的季铵侧基官能团的阳离子聚合物。
在第二方面，本发明是一种具有多个带有乙酸根抗衡离子的季铵侧基官能团的阳离子聚合物。所述阳离子聚合物可通过第一方面的过程获得。
包括单体阳离子的组合物可用于在基本上不存在氯化物的情况下聚合形成阳离子聚合物。
具体实施方式
“和/或”是指“和，或可替代地”。除非另外说明，否则范围包含端点。
在一个方面，本发明提供了一种由具有乙酸根抗衡离子的阳离子单体组成的组合物。在单个共价结合的分子中，阳离子单体含有阳离子部分和烯属不饱和部分。通常，并且令人期望的是，每个阳离子单体上存在单个阳离子官能团。单体是烯属不饱和的，这意味着每个单体具有非芳香族碳-碳双键(烯属不饱和部分)。令人期望地，每个阳离子单体仅具有一个非芳香族碳-碳双键。多个非芳香族碳-碳双键可能是不期望的，因为其往往导致聚合期间的交联。在引发聚合时，所述阳离子单体的非芳香族碳-碳双键发生共聚，从而形成具有从聚合物主链延伸的侧基阳离子官能团的聚合物。
所述阳离子单体具有乙酸根抗衡离子。令人期望的是，所述抗衡离子不含所述阳离子单体(即，不与所述阳离子单体共价结合)。
作为抗衡离子，乙酸盐与所述阳离子单体缔合以建立电子中性。令人期望的是，所述阳离子单体的每个阳离子官能团具有乙酸盐作为抗衡离子。在这方面，由于存在乙酸根阴离子，理想地，所述阳离子单体的阳离子官能团摩尔量相同。出于本发明的目的，令人期望的是，在pH为8时，本发明组合物中的乙酸根阴离子的阴离子官能团与阳离子单体的阳离子官能团的摩尔比为1:0.9到1:1.1、优选为1:0.95到1:1.05、甚至更优选为1:1。当满足这些摩尔比中的任何一个时，假定乙酸盐用作所述阳离子单体的抗衡离子。
根据添加到所述组合物中的阳离子单体和乙酸根离子的身份和浓度确定阳离子官能团与乙酸根离子的摩尔比。如果不知道所述阳离子单体和/或乙酸根离子的身份和浓度，则通过以下方式实验性地确定乙酸根阴离子与阳离子官能团的摩尔比：分离包括所述阳离子单体和乙酸根抗衡离子的组合物的两个样品；在每个样品中添加定量非离子内标；使一个样品通过阳离子离子交换柱，另一个样品通过阴离子离子交换柱；然后使用核磁共振(NMR)光谱定量性地测定阳离子单体和乙酸根抗衡离子的浓度。
所述阳离子单体可以聚合形成阳离子聚合物，优选地在不含氯离子、不含卤离子和/或不含除乙酸根阴离子以外的任何阴离子抗衡离子的环境中。特别令人期望的是，可以在不含氯化物或任何卤化物的环境中制备所述阳离子聚合物。
在本发明的组合物中不需要氯化物和其它卤化物。卤化物，具体地说氯化物，通常作为阳离子官能团的抗衡离子存在。本发明通过包含阴离子单体避免了对卤化物抗衡离子的需要。因此，本发明的组合物可以具有小于一个摩尔百分比(mol％)、优选地小于或等于0.5mol％、更优选小于或等于0.1mol％的氯化物且最优选地不含氯化物。此外，本发明的组合物可以具有小于一个摩尔百分比(mol％)的卤化物、优选地小于或等于0.5mol％的卤化物、更优选小于或等于0.1mol％的卤化物且最优选地不含任何卤化物。氯化物和卤化物的mol％相对于作为所述阳离子单体一部分的阳离子官能团的总摩尔数。通过将测试溶液通过色谱柱的离子色谱法测定氯化物的mol％和卤化物的mol％，并通过峰下面积测量氯化物(或其它卤化物)离子的浓度，所述峰的洗脱时间对应于运行含有已知水平的氯化物(或其它卤化物)离子的校准溶液时所观察到的洗脱时间。令人期望的是，通过抑制的电导率来进行检测。
令人期望的是，所述阳离子单体选自由不饱和季铵阳离子组成的组。在季铵阳离子中，含季铵氮的基团是所述阳离子官能团。优选地，所述阳离子单体是具有式I结构的不饱和季铵阳离子：
Figure BDA0002371498120000041
其中：R1、R2和R3独立地选自由氢、甲基和乙基组成的组；A选自由
Figure BDA0002371498120000042
(或简称为“CH2”)和
Figure BDA0002371498120000043
(或简称为“C＝O”)组成的组，B选自由氢、乙酰氧基和丙酰基组成的组；并且C具有选自由式II和式III组成的组的一种结构的结构，其中式II为
Figure BDA0002371498120000044
其中R4、R5和R6独立地选自由C1-C12烷基或芳基烷基组成的组；并且式III为
Figure BDA0002371498120000051
其中R7-R11独立地选自由氢和C1-C12烷基组成的组。式II和式III的基团是季铵阳离子基团。季铵阳离子在本文中应理解为带有阳离子氮的基团，其具有连接至阳离子氮的四个碳-氮键。在式III中，氮阳离子与碳之间的芳香族双键用作两个碳-氮键。
式I的一个期望的不饱和季铵阳离子具有R1、R2和R3全部为氢，A为CH2，B为氢且C为式II，其中R4、R5和R6中的每一个为-CH3基团。
式I的另一个期望的不饱和季铵阳离子具有R1和R2为氢，R3为-CH3，A为C＝O，B为氢且C为式II，其中R4、R5和R6中的每一个为-CH3基团。
式I的又另一个期望的不饱和季铵阳离子具有R1、R2和R3全部为氢，A为CH2，B为氢且C为式III，其中R7、R8、R9、R10和R11中的每一个为氢。
令人期望的是，直接用所述乙酸根抗衡离子直接合成所述阳离子单体。以这种方式，所述过程可以避免必须用乙酸盐代替阳离子单体上的抗衡离子。作为这种期望的直接合成的结果，在本发明的组合物中，除乙酸盐以外以外，基本上不存在与所述乙酸盐竞争作为阳离子单体的抗衡离子的氯离子和/或其它卤离子和/或任何阴离子。在这方面，“基本上不存在”是指在本发明的组合物中，除阴离子单体抗衡离子以外，存在小于10mol％、优选地小于或等于8mol％、更优选小于或等于5mol％、甚至更优选小于或等于3mol％、还更优选小于或等于2mol％、甚至还更优选地小于或等于1mol％且最优选地0mol％(不存在)的氯离子和/或其它卤离子和/或任何阴离子，其中mol％相对于所述组合物中阳离子官能团的总摩尔数。
通常，组合物包括分散或溶解在如水等溶剂中的阳离子单体和乙酸根阴离子。溶剂通常占总组合物重量的90wt％或以下、优选地80wt％或以下、再更优选地70wt％或以下，并且可以为总组合物重量的60wt％或以下、50wt％或以下、40wt％或以下、30wt％或以下、20wt％或以下、10wt％或以下、5wt％或以下且甚至0wt％。同时，存在的溶剂的浓度可以占组合物总重量的0wt％以上、5wt％或以上、10wt％或以上、20wt％或以上、30wt％或以上、40wt％或以上、50wt％或以上、60wt％或以上、70wt％或以上、80wt％或以上且甚至90wt％或以上。
令人期望的是，组合物中包括的阳离子单体和乙酸根阴离子的组合占所述组合物的总固体重量的70wt％或以上、优选地75wt％或以上，并且可以为所述组合物的总固体重量的80wt％或以上、85wt％或以上、90wt％或以上、95wt％或以上且甚至100wt％。同时，阳离子单体和乙酸根阴离子的组合可以占组合物的总固体重量的100wt％以下、95wt％或以下、90wt％或以下、85wt％或以下、80wt％或以下且甚至75wt％或以下。固体重量是指除溶剂(例如，水)以外的组分的重量。可以存在于组合物中的其它固体包含除阳离子单体和乙酸根阴离子以外的有机组分以及如杂质、盐和矿物质等无机材料。
本发明的组合物可用于制备具有带有乙酸根抗衡离子的侧基阳离子官能团的阳离子聚合物。在第二方面，本发明是用于由本发明的组合物制备阳离子聚合物的方法，所述方法通过所述非芳香族碳-碳双键的自由基聚合反应来聚合所述烯属不饱和季铵阳离子，从而产生具有带有乙酸根抗衡离子的季铵侧基官能团的阳离子聚合物。这种聚合反应直接制备了此类聚合物，而无需进行任何抗衡离子交换以获得乙酸根抗衡离子。
通常，用于本发明组合物的单体的自由基聚合反应的方法通过单体与自由基的反应发生，所述自由基通常由“引发剂”热产生或电化学产生。例如，可以将单体和引发剂同时且连续地进料到含有溶剂的反应器中，同时通过除热保持反应器的温度。通常以使反应过程完成时存在的残留单体的浓度最小的方式进料引发剂。
优选地，在完成聚合反应以形成阳离子聚合物之后，组合物包括小于1mol％的未聚合的阳离子单体，甚至更优选地小于或等于0.5mol％、甚至更优选地小于或等于0.1mol％且最优选地0mol％的未聚合的阳离子单体(残余的阳离子单体)，其中阳离子单体的mol％相对于聚合的和未聚合的阳离子单体的总摩尔数。如果单体是挥发性的，则通过气相色谱法测量残留的单体浓度；如果单体是非挥发性的，则通过液相色谱法进行测量。
所得的阳离子聚合物具有带有侧链阳离子官能团的碳链主链。侧基阳离子官能团可以是侧基侧链或侧基团，这意味着阳离子官能团可以是阳离子聚合物的侧基侧链或侧基团的一部分。“侧基侧链”是从主链下来的低聚延伸或聚合延伸，而“侧基团”是从主链下来的延伸，其既非低聚的也非聚合的。在本文中，为了简化，术语“侧基官能团”将通常用于指侧基阳离子官能团和/或侧基阴离子官能团。为避免疑问，侧基官能团与聚合物主链共价结合。
令人期望的是，除乙酸根阴离子以外，阳离子聚合物包括小于10摩尔百分比(mol％)、优选地小于或等于8mol％、更优选小于或等于5mol％、甚至更优选小于或等于3mol％、还更优选小于或等于2mol％、甚至还更优选地小于或等于1mol％、小于或等于0.5mol％、小于或等于0.1mol％且最优选地0mol％(不存在)的氯离子和/或卤离子和/或任何游离的阴离子，其中mol％相对于所述阳离子聚合物中侧基阳离子官能团的总摩尔数。在这方面，阳离子聚合物避免了与氯化物和其它卤化物相关的应用挑战。通过离子色谱法测定卤化物的wt％。
令人期望的是，包括阳离子单体和乙酸根抗衡离子的组合物包括小于总组合物重量的1wt％的氯化物，优选地小于总组合物重量的1wt％的任何卤化物。通过离子色谱法测定卤化物的wt％。
通过假设单体100％掺入阳离子聚合物中且所有阳离子聚合物中的单体分布均等，来确定阳离子侧基官能团的摩尔数。使用X射线荧光光谱法测定卤化物的浓度。
令人期望的是，阳离子聚合物上的侧基阳离子官能团是侧基季铵官能团。优选地，侧基阳离子官能团具有式IV的结构(括号中所示的部分)，其中A连接至聚合物的主链(由曲线表示)：
Figure BDA0002371498120000081
其中A选自由
Figure BDA0002371498120000082
(或简称为“CH2”)和
Figure BDA0002371498120000083
(或简称为“C＝O”)组成的组，B选自由氢、乙酰氧基和丙酰基组成的组；并且C选自由式II和式III组成的组。
式IV的一个期望的侧基季铵官能团具有R1、R2和R3全部为氢，A为CH2，B为氢且C为式II，其中R4、R5和R6中的每一个为-CH3基团。
式IV的另一个期望的侧基季铵官能团具有R1和R2为氢，R3为-CH3，A为C＝O，B为氢且C为式II，其中R4、R5和R6中的每一个为-CH3基团。
式IV的又另一个期望的侧基季铵官能团具有R1、R2和R3全部为氢，A为CH2，B为氢且C为式III，其中R7、R8、R9、R10和R11中的每一个为氢。
令人期望的是，通过聚合本发明的组合物中的单体而获得的阳离子聚合物的重均分子量为2000道尔顿或更高，并且可以为3000道尔顿或更高、5000道尔顿或更高、10,000道尔顿或更高、20,000道尔顿或更高、30,000道尔顿或更高、40,000道尔顿或更高、50,000道尔顿或更高、60,000道尔顿或更高、70,000道尔顿或更高且甚至80,000道尔顿或更高，而同时所述重均分子量通常为100,000道尔顿或更低，并且可以为90,000道尔顿或更低、80,000道尔顿或更低、70,000道尔顿或更低、60,000道尔顿或更低、50,000道尔顿或更低、40,000道尔顿或更低且甚至30,000道尔顿或更低。通过凝胶渗透色谱法测定阳离子聚合物的重均分子量。
本发明的阳离子聚合物可用于洗涤剂配方中，所述洗涤剂包含自动洗碗机洗涤剂和洗衣机洗涤剂。示例性自动洗碗机洗涤剂可以包括0.5-10wt％的阳离子聚合物、20-60wt％的无机助洗剂和1-10wt％的非离子表面活性剂。示例性洗衣机洗涤剂可以包括0.5-10wt％的阳离子聚合物、1-30wt％的阴离子表面活性剂和1-10wt％的非离子表面活性剂。
实例
阳离子聚合物/乙酸根抗衡离子对的合成
实例1：3-(烯丙氧基)-2-羟基-N,N,N-三甲基丙烷-1-乙酸铵的合成。为一升的圆底烧瓶配备顶置式搅拌器、干冰冷凝器和温度探头。将199g 29.9wt％的三甲胺(TMA)水溶液(59.1.5g，1.01mol活性物质)引入圆底烧瓶中。将烧瓶浸入冰浴中，直到溶液温度达到4℃。在1小时内向烧瓶内容物中滴加60.4g(1.01mol)冰醋酸。通过添加使温度保持在4-8℃之间。所得的铵盐溶液为澄清无色的。加入0.5g 4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(4-羟基-TEMPO或4-HT)抑制剂，并将溶液再搅拌30分钟。移开冰浴，使其逐渐升温至20℃。所得溶液为澄清的，略带橙色。用加热罩更换冰浴，并将温度设置为45℃。当溶液温度达到42.5℃时，在90分钟内滴加114g(1.00mol)烯丙基缩水甘油醚(AGE)。在添加期间将温度保持在48.5-56℃。添加完成后，溶液温度在10分钟内迅速上升至71℃。用水浴更换加热罩，以冷却混合物。在15分钟内将溶液温度降至50℃。溶液变得清晰和单相。实例1的产物为58wt％的固体。
通过将反应混合物的样品溶解在D2O中的NMR进行的定量分析表明，产物混合物含由三种主要物质：94.4wt％的3-(烯丙氧基)-2-羟基-N,N,N-三甲基丙烷-1-乙酸铵；3.3mol％的3-(烯丙氧基)-2-羟丙基乙酸；和2.4mol％的水解副产物3-(烯丙氧基)丙烷-1,2-二醇。
实例2：2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基丙烷-1-乙酸铵的合成。为两升的4颈圆底烧瓶配备完整的夹套、干冰冷凝器、温度探头和顶置式搅拌器。加入203g TMA水溶液(在水中为30.05wt％，1.03mol活性物质)。将夹套温度设置为1℃，将顶置式搅拌器设置为每分钟240转。在1小时内滴加60.4g(1.00mol)的冰醋酸。在添加期间将温度保持在4-6℃之间。所得溶液为澄清无色的。加入0.06g 4-HT抑制剂并搅拌60分钟，同时缓慢加热至39℃。在2.5小时内向溶液中滴加146g(1.03mol)甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)，同时将溶液温度保持在40-42℃之间。添加完成后90分钟，溶液澄清，这表明GMA的反应完成。再保持40℃的温度15分钟，然后冷却至23℃。实例2的所得溶液为65.4wt％的固体。
通过将一些反应混合物溶解在D2O中进行NMR分析。产物混合物为约85mol％的2-羟基-3-(甲基丙烯酰氧基)-N,N,N-三甲基丙烷-1-乙酸铵；3.4mol％的3-乙酰氧基-2-羟丙基乙酸；5.6mol％的2,3-羟丙基甲基丙烯酸；3.4mol％的2,3-二羟基-N,N,N-三甲基丙烷-1-甲基丙烯酸铵和2.5mol％的未确定的副产物。
形成阳离子聚合物乙酸盐的聚合反应
实例3：形成阳离子聚合物乙酸盐的实例1的聚合反应
为圆底烧瓶配备顶置式搅拌器、热电偶、氮气鼓泡器、回流冷凝器、注射泵和往复泵。向烧瓶中装入137.5g去离子水、68.96g实施例1的58wt％水溶液产物(其主要含有3-(烯丙氧基)-2-羟基-N,N,N-三甲基丙烷-1-乙酸铵)和1.66g含0.15wt％硫酸铁(II)溶液的去离子水。使用加热罩将烧瓶中所得溶液的温度升至72℃。将4.15g含15.7wt％焦亚硫酸钠(SMBS)溶液的去离子水直接倒入烧瓶中。同时开始向烧瓶中进料以下三批：(a)15g含0.73g过硫酸钠溶液的去离子水；(b)30g含14.7g SMBS溶液的去离子水；和(c)160g冰丙烯酸。在95分钟内将(a)进料到烧瓶中，在80分钟内将(b)进料到烧瓶中并在90分钟内将(c)进料到烧瓶中。在进料期间将烧瓶中的溶液温度保持在73℃。进料完成后，将溶液在73℃下再保持10分钟。在10分钟内添加3.5g含0.265g过硫酸钠溶液的去离子水，然后在75℃下再保持20分钟。让溶液冷却，同时添加75g的50wt％氢氧化钠水溶液，然后添加1.8g的35wt％过氧化氢水溶液，然后添加40g的50wt％氢氧化钠水溶液。加入18g去离子水进行冲洗。
所得水溶液为41.92wt％的固体，pH为5.9，相对于溶液总重量，残余丙烯酸含量为百万分之166重量份。所得溶液(以及聚合物)不含卤化物，特别是氯化物。
所得的阳离子聚合物乙酸盐的侧基阳离子官能团与乙酸盐的摩尔比为1:1。阳离子侧基官能团具有式I结构，其中R1、R2和R3全部为氢，A为CH2，B为氢且C为式II，其中R4、R5和R6中的每一个为-CH3基团。
通过凝胶渗透色谱法测定的阳离子聚合物乙酸盐的重均分子量为16,300道尔顿，且数均分子量为4,200道尔顿。
实例4：形成阳离子聚合物的实例2的聚合反应
为圆底烧瓶配备顶置式搅拌器、热电偶、氮气鼓泡器、回流冷凝器、注射泵和往复泵。向烧瓶中装入137.5g去离子水和1.66g含0.15wt％硫酸铁(II)水溶液的去离子水。将温度升至72℃。将3.5g含0.17g SMBS的去离子水直接倒入烧瓶中。同时开始向烧瓶中进料以下三批：(a)含0.57g过硫酸钠溶液的15g去离子水；(b)30g含6.23g SMBS溶液的去离子水；和(c)160g冰丙烯酸与61.1g实施例2的65.4wt％溶液的混合物。在95分钟内将(a)进料到烧瓶中，在80分钟内将(b)进料到烧瓶中并在90分钟内将(c)进料到烧瓶中。将烧瓶中的溶液温度保持在73℃。添加完成后，将溶液在73℃下再保持20分钟。在10分钟内添加3.5g含0.26g过硫酸钠溶液的去离子水，然后在73℃下再保持20分钟。在10分钟内添加另一份含0.26g过硫酸钠溶液的3.5g去离子水，然后在73℃下再保持20分钟。让溶液冷却，同时添加75g的50wt％氢氧化钠水溶液，然后添加1.9g的35wt％过氧化氢水溶液，然后添加40g的50wt％氢氧化钠水溶液。加入30g去离子水进行冲洗。
所得水溶液为40.76wt％的固体，pH为6.0，相对于溶液总重量，残余丙烯酸含量为百万分之37重量份。所得溶液和聚合物不含卤化物，特别是氯化物。
所得的阳离子聚合物乙酸盐的侧基阳离子官能团与乙酸盐的摩尔比为1:1。阳离子侧基官能团具有式I结构，其中R1、R2和R3全部为氢，A为CH2，B为氢且C为式II，其中R4、R5和R6中的每一个为-CH3基团。
通过凝胶渗透色谱法测定的两性离子聚合物的重均分子量为20,500道尔顿，且数均分子量为6,500道尔顿。

Claims (7)

1.一种用于由包括带有乙酸根抗衡离子的烯属不饱和季铵阳离子的组合物产生阳离子聚合物的方法，其中所述烯属不饱和铵阳离子中的每一个阳离子仅含有一个非芳香族碳-碳双键，并且所述组合物含有相对于季铵阳离子少于一个摩尔百分比的氯化物，所述方法包括通过所述碳-碳双键的自由基聚合反应来聚合所述烯属不饱和季铵阳离子，从而产生具有带有乙酸根抗衡离子的季铵侧基官能团的阳离子聚合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在pH为8时，烯属不饱和季铵阳离子与乙酸根阴离子的摩尔比为1:0.9到1:1.1。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述不饱和铵阳离子仅含有一个非芳香族碳-碳双键。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其中其中所述烯属不饱和季铵阳离子具有式I结构：
Figure FDA0002371498110000011
其中：R1、R2和R3独立地选自由氢、甲基和乙基组成的组；A选自由CH2和C＝O组成的组，B选自由氢、乙酰氧基和丙酰基组成的组；并且C具有选自由式II和式III组成的组的一种结构的结构，其中式II是：
Figure FDA0002371498110000012
其中R4、R5和R6独立地选自由C1-C12烷基或芳基烷基组成的组；并且式III为：
Figure FDA0002371498110000021
其中R7-R11独立地选自由氢和C1-C12烷基组成的组。
5.一种阳离子聚合物，其具有多个带有乙酸根抗衡离子的季铵侧基官能团。
6.根据权利要求5所述的阳离子聚合物，其中所述季铵侧基官能团具有式(IV)括号中的结构：
Figure FDA0002371498110000022
其中A选自由CH2和C＝O组成的组，B选自由氢、乙酰氧基和丙酰基组成的组；并且C选自由式II和式III组成的组，其中式II为：
Figure FDA0002371498110000023
其中R4、R5和R6独立地选自由C1-C12烷基或芳基烷基组成的组；并且式VI为：
Figure FDA0002371498110000024
其中R7-R11独立地选自由氢和C1-C12烷基组成的组。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的阳离子化合物，其中通过凝胶渗透色谱法测定的所述阳离子聚合物的重均分子量介于2,000道尔顿与100,000道尔顿之间。
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