超声辐射下水溶性双丙酮丙烯酸胺-丙烯酰胺-丙烯酸共聚物的合成研究
AA-AMPS-HPA的合成及其阻垢性能研究
AA-AMPS-HPA的合成及其阻垢性能研究李婷婷;郝燕;郭贵宝【摘要】带磺酸基的阻垢剂具有优越的阻垢性能,能与多种阻垢剂产生协同效应会具有一些单方阻垢剂无法达到的阻垢效果,进而大大拓宽了阻垢剂的应用范围.合成了三元共聚物阻垢剂丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-丙烯酸羟丙酯(AA-AMPS-HPA)并系统地研究了阻垢剂浓度、钙离子浓度、碱度(HCO3-的浓度)和温度等对AA-AMPS-HPA阻垢性能的影响.实验结果表明,该共聚物对于碳酸钙具有优异的阻垢效果.在25℃下当阻垢剂浓度为2.5 mg/L,Ca2+浓度为371.2 mg/L时,阻垢率可达93.4％.【期刊名称】《内蒙古科技大学学报》【年(卷),期】2015(034)001【总页数】4页(P29-32)【关键词】共聚物阻垢剂;水处理剂;循环冷却水;丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-丙烯酸羟丙酯(AA-AMPS-HPA)【作者】李婷婷;郝燕;郭贵宝【作者单位】内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金工程学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头014010【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4Key words:copolymer scale inhibitors；water treatment agent；circulating cooling water；AA-AMPS-HPA在工业生产中，循环冷却水沉积的水垢会对工业生产造成诸多不良影响，比如：致密的微溶性盐类水垢的导热性差，大量堆积后会导致换热器的效率降低，换热器的堵塞，增大系统压力，使水泵和冷却塔的效率下降，增加能耗，降低产量，甚至会产生安全隐患.为了防止水垢和污垢产生并抑制其沉积生长，通常需要加入适量的化学药剂，这就是阻垢剂[1,2].阻垢剂常用的形式有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种.其中，阻垢缓蚀剂可分为无机聚合磷酸盐、有机多元磷酸、葡萄糖酸和单宁酸等类型，其中最常用的是有机多元磷酸类阻垢缓蚀剂.阻垢分散剂大多是中、低相对分子质量的水溶性聚合物，如聚丙烯酸及其钠盐、水解聚马来酸酐、丙烯酸系和马来酸系的两元或三元共聚物.对于阻垢剂的阻垢机理目前有很多种理论，如络合增溶、凝聚与分散理论、再生—解脱膜假说、双电层作用机理等，但以上理论都不能完全解释阻垢剂的性能和产生的现象.目前研究较多的有机多元磷酸盐属于阴离子型缓蚀剂，它对钙、镁、锌、铁等离子具有明显的限制作用，它还可与其它阻垢剂协同作用，广泛用于冷却水处理[3,4].有机磷酸酯是一种针对金属铁的缓蚀剂，它同时具有控制钙垢的作用，其阻垢机理主要是晶格畸变，这种阻垢剂的优点是用量小且能水解，水解产物可直接被生物降解，这就很好的解决了药剂积累和排污问题.但是以上两种阻垢剂中磷的存在会对环境造成污染[5].近年来,共聚物阻垢剂一直是循环冷却水处理药剂的研究热点.共聚物阻垢剂的结构与其阻垢性能密切相关，通过共聚物阻垢剂中含有的不同官能团单体的结构比和引发剂的比例，可以获得各种阻垢性能良好的共聚物阻垢剂.由于大多数共聚物结构中不仅含有羧基,而且含有羟基、酯基、磺酸基或膦酰基等亲水性基团,因此共聚物的阻垢分散性能远比水溶性均聚物优异[6].现阶段，共聚物阻垢分散剂的品种在不断扩大，已发展到二元共聚物、三元甚至四元共聚物，不仅出现了能抑制CaCO3，CaSO4，Ca3(PO4)2垢的共聚物，同时也出现了抑制锌垢、铁垢、硅垢和其它污垢的共聚物阻垢剂[7,8].文中选择将丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酸羟丙酯(HPA)三种单体共聚，制成三元共聚物，并研究了该共聚物阻垢分散剂的性能.选择这3种单体主要是因为丙烯酸单体形成的丙烯酸类聚合物对Ca2+,Mg2+,Fe3+,Cu2+等离子具有较强的螯合能力，还能在无机垢结晶过程中干扰晶格正常的排列，从而达到阻垢、防垢作用；2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体形成的聚合物它可以有效预防均聚物与水中离子反应，进而产生的难溶性聚合物，还能有效地分散颗粒物，稳定金属离子[9]；丙烯酸羟丙酯形成的聚合物具有优良的阻止碳酸钙垢沉积的功能.将以上3种单体共聚，制成三元共聚物可以发挥阻垢剂的协同效应[10]，复合使用时在总投药量不变的情况下，会产生高于任何一种单一药剂的阻垢能力.为了将AA-AMPS-HPA更好地应用于工业生产中的循环冷却水处理，就需在研究这种复合阻垢剂在不同使用条件下的阻垢性能.因此，文中系统地研究了钙浓度、碱度和温度等实验条件对AA-AMPS-HPA阻垢效果的影响，测定其阻垢率随药剂浓度的变化曲线.丙烯酸(分析纯)，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(工业品)，丙烯酸羟丙酯(工业品)，过硫酸铵、次磷酸钠、无水氯化钙、氯化钾、乙二胺四乙酸二钠(EDTA)、铬黑T、氢氧化钾、盐酸、四硼酸钠、钙-羧酸指示剂等化学试剂均为分析纯，使用前未经任何纯化.HH-8型恒温水浴锅(国华电器有限公司)，FA1004B型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)，四口烧瓶，恒压滴液漏斗，回流冷却器，磁力搅拌器.1.3.1 AA-AMPS-HPA的合成在四口烧瓶上安装回流冷却器、温度计和恒压滴液漏斗，在烧瓶中加入一定量的水和次磷酸钠，放入磁子，升温并搅拌.将单体按一定比例混合后，放在一个恒压滴液漏斗中，引发剂过硫酸铵按比例配成一定浓度的水溶液后放在另一个滴液漏斗中，保持较低的滴速，将混合单体和引发剂溶液滴加至四口烧瓶中，滴加过程中要严格控制滴加速度.将四口烧瓶置于油浴中加热，控制反应温度为80 ℃，滴加结束后保温2 h，降温至40 ℃即制得AA-AMPS-HPA[11].1.3.2 阻垢性能测定按照GB/T 16632—2008评价AA-AMPS-HPA对CaCO3的阻垢性能.阻垢性能的评价方法主要是配置一定体积、浓度的含Ca 2+硬水，加入等量含有溶液.在一定的温度和pH条件下，静置10 h，使碳酸钙沉淀完全.取上层清液，用EDTA络合滴定法测定Ca2+浓度，再根据式(1)计算阻垢率：式中，η为阻垢率；V1为加有共聚物的试液试验后消耗的EDTA体积；V0为未加共聚物(空白)时试验后消耗的EDTA体积；V2为试液试验前测定总钙时消耗的EDTA体积.实验中分别配制含有不同AA-AMPS-HPA浓度、Ca2+浓度和浓度的水样，在25 ℃下恒温6 h，测定阻垢剂浓度、Ca2+浓度、碱度对AA-AMPS-HPA阻垢率的影响，并测定AA-AMPS-HPA在不同温度下的阻垢率，进而综合评定其应用于水处理时的阻垢性能.实验通过在25 ℃条件下恒温6 h，然后改变水样中阻垢剂的浓度来考察AA-AMPS-HPA的用量对阻垢性能的影响，水样中的Ca2+浓度为332.9 mg/L，实验结果如图1所示.从图1中可以看出，随着阻垢剂的浓度增大，AA-AMPS-HPA对CaCO3的阻垢率总体呈现先迅速增大后趋于平稳的趋势，具体变化是：当AA-AMPS-HPA在1.0~2.5 mg/L浓度范围内，AA-AMPS-HPA的浓度变化对CaCO 3的阻垢率呈现迅速增大的趋势；当AA-AMPS-HPA的浓度大于2.5 mg/L时，AA-AMPS-HPA浓度变化对CaCO3的阻垢率影响很小，阻垢率的增加趋势明显减慢.这主要是由于溶液和成垢物质之间存在动态平衡，阻垢剂可通过吸附在成垢物质上影响垢的生长与溶解之间的动态平衡.当阻垢剂用量达到一定值后，继续增加阻垢剂的用量，也会增大对于成垢物质生长的阻碍[9,12].因此，在25 ℃条件下，AA-AMPS-HPA对CaCO3的最佳用量是2.5 mg/L，阻垢率为76.3%.阻垢剂浓度为2.5 mg/L，25 ℃下恒温6 h，在不同Ca2+浓度下，测得Ca2+浓度与阻垢率之间的关系，如表1所示，阻垢率随Ca2+浓度的增加而下降，当Ca2+浓度为371.2 mg/L时，阻垢率为93.4%，当Ca2+浓度大于371.2 mg/L时，阻垢率显著下降.将阻垢剂的浓度确定为2.5 mg/L时，改变水样中的浓度，在25 ℃条件下恒温6 h考察碱度变化对阻垢性能的影响，实验结果如图2所示.从图2中可以看出，当的浓度在13.0~16.2 mmol/L浓度范围内变化时，AA-AMPS-HPA对3的阻垢率随碱度的增大而增大；当的浓度在16.2~19.0 mmol/L浓度范围内变化时，AA-AMPS-HPA对CaCO3的阻垢率随碱度的增大而有所下降.因此，在25 ℃时阻垢剂浓度为2.5 mg/L，当碱度即的浓度在16.2 mmol/L时， AA-AMPS-HPA对CaCO3的阻垢性能最佳，阻垢率达到92.8%.阻垢剂浓度为2.5 mg/L，Ca2+浓度332.9 mg/L时，在不同温度下恒温时间为6 h，测定温度对AA-AMPS-HPA阻垢性能的影响.结果发现，随着温度的升高，阻垢率呈现下降趋势，这是由于温度升高,聚合物吸附于碳酸钙晶核表面的能力下降,碳酸钙的生成速度增加所致[13].以丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和丙烯酸羟丙酯为单体，以过硫酸铵为引发剂，在水中合成了三元共聚物阻垢剂AA-AMPS-HPA，该阻垢剂对CaCO3具有优良的阻垢性能.在25 ℃下当阻垢剂浓度为2.5 mg/L，Ca2+浓度为317.2 mg/L时，阻垢率可达到93.4%.另外，阻垢率随着Ca 2+浓度的增加而下降；增加碱度阻垢率也随之增加，但当碱度大于16.2 mmol/L时，阻垢率显著下降；AA-AMPS-HPA阻垢率随温度的升高而下降.[1]Jia F,Li Z,Dong Q.Present situation and development of scale inhibitor for i ndustrial circulating cooling water [J].Industrial Water Treatment-Tianjin,2006,26 (4): 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聚丙烯酸类高吸水性树脂的合成及吸水机理研究进展_马斐
resin for wat er 注: V 水分子; A 不冻水; B 抱束水; C 自由水.
2. 2 溶液热力学理论 高吸水树脂与 水相界面两侧的化 学势不同,
使高吸水树脂表现出亲水性或憎 水性, 其吸水机
理可用热力学理论表示为:
Gm =
G1 -
G
0 1
( 1)
6
武汉工程大学学报
第 33 卷
式( 1) 中: G1
溶液聚合法是反应物与添加剂溶于适当的溶 剂中, 在光照或加热、辐射、引发剂的作用下而进 行的合成方法, 一般以水作为溶剂. 孙小然等[ 3] 人 采用水溶液聚合, 以 N, N 亚甲基双丙烯酰胺为 交联剂, 用部分中和的丙烯酸, 丙烯酰胺为单体, 制成交联型耐盐高吸水树脂, 树脂的吸盐水率和 吸纯水率分别在 140 g / g 和 1270 g/ g 以上. 溶液 聚合体系黏度较低, 混合和传热比较容易, 温度容 易控制, 引发效率高, 成本低等优点, 生产过程产 生的污染少, 易于实现清洁化生产. 但同时也存在 单体浓度低使聚合速率慢、设备利用率和生产能 力较低、聚合物分子量较低、产品后处理复杂等问
V u 为一个较大值, 在树脂吸水中处决定作用, 对于
非离子型树脂没有 F lor y 式中的第一项, 所以吸水
能力不如离子型树脂. Flo ry 公式表明, 当交联 密
度太小时, 聚合物未形成三维网状结构, 宏观上表
现为水溶性, 故吸水率低. 随着 交联密度的增加,
聚合物逐渐形成网络结构, 吸水率提高. 随着交联
2 高吸水性树脂的吸水理论
2. 1 结构理论 高吸水树脂是一种三 维网络结构, 不溶于水
而大量吸水膨胀形成高含水凝胶, 它吸水既有物 理吸附, 又有化学吸附, 可神奇的吸收成百上千倍 的水. 它具备这种吸水性和保水性的特性, 其分子 中必须含有强吸水性基团和一定 的网络结构, 即 具有 移动的 交联度. 实验表 明: 吸 水基团 极性越 强, 含量越多, 吸水率越高, 保水性也越好. 而交联 度需要适中, 交联度过低则保水性差, 尤其在外界 有压力时水很容易脱去. 高吸水性树脂的微观结 构因合成体系的不同而呈现出多样性( 见图 1) : 一 是水分子与树脂高分子中电负性强的氧原子形成 氢键结合; 二是水分子与疏水基团的相互作用; 三 是 水 分 子 与 亲 水 基 团 的 相 互 作 用. K. N akam ura[ 14] 等用 DSC, N M R 法分析树脂凝胶中 水的结合状态, 结 果发现水在树脂中以三种状态 存在( 见图 2) , 即不冻结结合水, 冻结结合水, 自由 水, 其中大量为自由水. 表明了高吸水性树脂是高 度扩展的交联网络, 网络内外的渗透压是树脂大 量吸水的关键.
超声耦合剂聚丙烯酰胺水凝胶的配比优化工艺及其声学性能表征
超声耦合剂聚丙烯酰胺水凝胶的配比优化工艺及其声学性能表征黄剑文;黄伯天;赵文斌;闵蒙真;李琨;李淑怡;王海亮;张超【摘要】背景:超声耦合剂是超声无损成像中必不可少的媒介, 而超声探头使用寿命和更换频率主要由内部的耦合剂水凝胶材料选择决定.现有的凝胶耦合剂配方存在缺陷, 使用一段时间后容易造成探头表面凹陷的现象, 影响超声成像质量.目的:旨在优化凝胶耦合剂聚丙烯酰胺水凝胶的配方.方法:通过改变合成条件中丙烯酰胺单体浓度、单体与N, N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂的比例等条件, 优化聚丙烯酰胺水凝胶的放大合成工艺, 探索影响其声学性质的因素, 以期满足临床使用过程中的技术要求.结果与结论:当丙烯酰胺单体质量浓度调整到70 g/L, 单体与N, N-亚甲基双丙烯酰胺交联剂质量比为7:1时, 聚丙烯酰胺水凝胶的状态最佳, 所制得的聚丙烯酰胺溶胀率稳定、保水能力强、在受超声工作温度影响下体积变化小, 并且其随超声频率变化的相对幅值也明显减小.结果说明, 超声声源频率越高, 聚丙烯酰胺水凝胶的声衰减系数越大;改变其单体浓度也会显著影响聚丙烯酰胺水凝胶的声学性质;利用这一点, 可通过控制单体浓度配比, 制得在最优浓度下表现出相对稳定声学性质且达到最优成像效果的耦合剂.%BACKGROUND: Ultrasonic coupling agent is indispensable in ultrasonic imaging. The service life and change frequency of the ultrasonic probe is determined by the internal coupling agent of the chosen hydrogel material. Due to defects in the existing gel-formula, after a period of time in use it can cause the surface depression of probes and thus influence the ultrasonic imaging quality. OBJECTIVE: To optimize the gel formula of the coupling agent. METHODS: The amplified synthesis process of polyacrylamide hydrogel was optimized by changingthe ratio of monomer concentration to N, N-methylenebisacrylamide crosslinker in the synthesis conditions, and the factors influencing its acoustic properties were explored to meet the technical requirements in the clinical use process. RESULTS AND CONCLUSION: When the monomer concentration was set to 70 g/L and the mass ratio of monomer to crosslinker was 7:1, the polyacrylamide hydrogel was in the best state. The obtained polyacrylamide hydrogel had a stable swelling rate, had a strong ability to keep water and make the volume reduce under the influence of the operating temperature of ultrasound, and its relative amplitude changed less with the change of ultrasonic frequency. The sound attenuation coefficient of polyacrylamide hydrogel would be higher when the frequency of ultrasonic sound source was higher. The changes of monomer concentration would have significant impacts on the acoustic properties of polyacrylamide hydrogel. Therefore, by controlling the monomer concentration ratio, we can prepare the coupling agent that exhibits relatively stable acoustic properties at an optimum concentration and achieves an optimal imaging effect.【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2019(023)010【总页数】7页(P1533-1539)【关键词】超声成像;聚丙烯酰胺;超声波谱分析;声衰减系数;生物材料【作者】黄剑文;黄伯天;赵文斌;闵蒙真;李琨;李淑怡;王海亮;张超【作者单位】中山大学生物医学工程学院,广东省广州市 510006;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东省广州市 510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东省广州市 510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东省广州市 510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东省广州市 510080;中山大学生物医学工程学院,广东省广州市 510006;中山大学生物医学工程学院,广东省广州市 510006;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东省广州市 510080;中山大学生物医学工程学院,广东省广州市 510006【正文语种】中文【中图分类】R445.1;R318.6文章快速阅读：文题释义：溶胀：是高分子聚合物在溶剂中体积发生膨胀的现象，是高分子材料特有的现象，其原因在于溶剂分子与高分子尺寸相差悬殊，分子运动速度相差很大，溶剂分子扩散速度较快，而高分子向溶剂中的扩散缓慢。
AM-AMPS共聚物的合成与表征
AM-AMPS共聚物的合成与表征赵显丰;张潇;吴亚芊;赵丰【摘要】以丙烯酰胺(AM)与2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸(AMPS)为反应单体,采用水溶液聚合法在复合引发体系下制备了AM-AMPS共聚物,探讨了引发剂浓度、单体浓度、AMPS量、温度、pH等因素对聚合物特性黏数的影响.结果表明,最佳的合成条件:氧化还原引发剂0.028％,偶氮引发剂量0.09％,单体浓度30％,AMPS量10％,5℃,pH为7～8,此时特性黏数达1 276 mL/g以上.用红外光谱对共聚物的结构进行表征.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2019(048)003【总页数】4页(P602-604,609)【关键词】水溶液聚合;复合引发体系;特性黏数【作者】赵显丰;张潇;吴亚芊;赵丰【作者单位】江西科技师范大学有机功能分子研究所,江西南昌330013;江西科技师范大学有机功能分子研究所,江西南昌330013;江西科技师范大学有机功能分子研究所,江西南昌330013;江西科技师范大学有机功能分子研究所,江西南昌330013【正文语种】中文【中图分类】TQ016聚丙烯酰胺在不同的研究领域内均得到普遍的应用，例如工业生产、废水治理等。
然而其在某些方面仍存在缺点，使其使用范围受到限制[1]。
很多学者也对其改性做了很多工作，将不同结构和特性的单体与AM共聚，以此来让它具有更多的使用性能。
AMPS含有的磺酸基可在水中无限溶解，并且又使其有耐碱、耐酸和高温热稳定性[2-4]，而活泼的双键又使其具有可聚合功能，因此得到广泛的研究[5-6]。
在本文中，AM-AMPS二元聚合物是在复合引发体系下通过水溶液聚合法制备，探讨氧化还原引发剂、偶氮引发剂量、单体浓度、AMPS量、温度、pH等因素对聚合产物特性黏数的影响，得到最佳合成工艺。
1 实验部分1.1 试剂与仪器丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸(AMPS)、过硫酸钾、亚硫酸氢钠、偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)、乙醇、丙酮等均为分析纯。
双丙酮丙烯酰胺共聚物的合成及其对稠油降粘性能的研究
双丙酮丙烯酰胺共聚物的合成及其对稠油降粘性能的研究作者：房爱敏来源：《商情》2016年第26期【摘要】以双丙酮丙烯酰胺（DAAM）、马来酸酐（MA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）为原料，甲苯为溶剂，偶氮异丁腈为引发剂，进行共聚反应，制得DAAM/MMA/St/MA四元共聚物；再以对甲苯磺酸为催化剂，与十八醇进行酯化反应，制得梳状聚合物，即油溶性降粘剂MDSM。
对降粘剂MDSM的降粘性能进行了室内评价，结果表明在50℃时，当降粘剂MDSM加量为1‰，稠油降粘率达92.3%，净降粘率达56.5%。
【关键词】双丙酮丙烯酰胺共聚物稠油油溶性降粘剂室内评价本文针对胜利油田某油井稠油的特点，采用双丙酮丙烯酰胺、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯四元共聚，然后与十八醇酯化成功合成了具有梳状结构的稠油降粘剂DMMS，并对其降粘性能进行了室内评价。
以双丙酮丙烯酰胺为共聚单体制备的共聚物用于稠油降粘，在国内外文献中未见报道过。
1 实验部分1.1主要试剂与仪器试剂：双丙酮丙烯酰胺（自制）；苯乙烯、马来酸酐、甲基丙烯酸甲酯、十八醇为化学纯试剂，偶氮二异丁腈，对甲苯磺酸，甲苯；试验用油为胜利油田某油井脱水稠油。
仪器：乌氏粘度计，NDJ—79型旋转式粘度计（同济大学机电厂）。
1.2双丙酮丙烯酰胺/苯乙烯/马来酸酐/甲基丙烯酸甲酯共聚物的制备将一定量的马来酸酐、双丙酮丙烯酰胺装入250mL的三口圆底烧瓶中，加入单体总质量的1.5倍的甲苯溶剂，缓缓搅拌并加热至50℃左右使其完全溶解，然后依次加入苯乙烯、甲基丙烯酸甲脂，通入氮气置换反应瓶中的氧气，加热至70℃加入1/3的引发剂偶氮二异丁腈，反应1h，逐渐升温至110℃～115℃之间分两次加入剩余的引发剂偶氮二异丁腈，反应一定时间后，得到棕红色具有一定粘度的液体DMMS共聚物。
1.3共聚物的酯化改性将上述所得的共聚物冷却至80℃以下，加入十八醇和1%的对甲苯磺酸，在回流温度下反应1 h后，装上分水器，继续保温反应至分水器内水量不再增加。
丙烯酸类胶粘剂的研制【文献综述】
丙烯酸类胶粘剂的研制【文献综述】文献综述丙烯酸类胶粘剂的研制一、前言部分双丙酮丙烯酰胺是一种重要的具有特殊物理化学性能的乙烯基单体，其应用涉及到电子、印刷、采油、功能材料、精细化工、日用化工等领域。
该产品与胺类反应可以制得高档的专用环氧树脂固化剂，还可用于感光树脂及其添加剂，该产品与丙烯酰胺、丙烯酸和乙烯基一2一甲基咪唑共聚，可以得到性能极好的明胶替代品。
双丙酮丙烯酰胺的均聚物和共聚物具有良好的吸水性和透气性，利用这一特性可以开发出多用途的树脂，目前添加双丙酮丙烯酰胺聚合物的发胶已成为欧美地区日化用品的主流，另外根据此特点还可以用于呼吸性和透气性漆膜、隐形眼镜、玻璃防雾剂、光学透镜和水溶性高分子介质、高吸水树脂等。
该技术是以丙酮和丙烯腈为原料，与浓硫酸反应生成5，6一二氢一6一羟基一4，4，6一三甲基一2一乙烯基一1，3(4H)一嗯嗪硫酸盐中间体，该中间体加入溶剂丙酮结晶、过滤，然后中间产物用氨水中和，并用有机溶剂甲苯萃取，蒸馏除去部分溶剂，经结晶、过滤，最后得产品双丙酮丙烯酰胺。
该项目解决了中间体硫酸盐的结晶提纯技术难题。
在本产品合成进程中，中央体的分离与提纯是影响收率的枢纽，经过大量的实验及筛选，确定了最佳工艺条件，为进一步中试供给了可靠的工艺参数。
在产品质量及反应收率等方面均达到非常理想的效果。
本工艺接纳丙酮为溶剂，分离效果好，纯度高，使中央产物收率提高至62％，高于现在国外文献报道程度(未见国内文献报道)，且丙酮又为反应质料，易于回收利用，使产品总收率达到60％以上，跨越了文献目标(文献值54．5％)。
经检索该工艺属国内初创，综合手艺程度处于国内领先。
二、主题部分2O世纪6O年代以来，世界各国先后对水溶性丙烯酸酯共聚物的合成和应用，做了大量的研讨。
有关水溶性丙烯酸共聚物的合成方法和应用，共聚物组成和布局对其性能影响，以及交联反应机理等多有报道。
经由过程对单体的选用，份子量大小以及布局的控制，现已能出产出成膜性能与溶剂型热固性丙烯酸涂层树脂相当的水溶性丙烯酸涂料。
水溶性AM／AA／AMPS共聚物的高温水解
水溶性AM／AA／AMPS共聚物的高温水解口扩∥,J/L第17卷第2期应用化学2000年4月CBINESEJ()URNA|OFAPPIIEDCHEMISTRYV ol17No2Apr.2000水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高温水解朱麟勇马昌期李妙贞王尔鉴—而科学院研究所北京i00101)6/fJ7f摘要研究了丙烯酰胺(AM)/N烯酸(AA)/2一丙烯酰胺一2一甲基丙磺酸(AMPS)共寨物(P3A)在9Oc的水解反应.结果表明.共聚物这时的水解反应不遵德单调动力学模式,而具有2个反应阶段,它们分别属于分子问和分子内反应机制.在第1阶段,AM单元发生水解反应占主要地位,它受氢氧根离子浓度控制,反应速度强烈取决于pH值,在第2阶段,AMPS单元术解是主要反应,由于邻近AA单元的分子内催化怍用,反应速度和pH关系不大.计论了共聚物的组成和链掏象对水解反应的影响.)关键词(丙烯酰胺一丙烯酸一丙烯胺一甲莘丙磺酸)共聚物,承解垦壅,反应机制中图分类号:.s./4MP甓象■雨蛹两乏月豆以丙烯酰胺为基础的水溶性均聚物和共聚物在工业上有着广泛的应用,它们作为三次采油的主要化学驱油剂,可以大幅度地提高石油采收率,引起了人们高度重视_1],然而丙烯酰胺类聚台物在许多油藏环境的高温和含盐条件下很不稳定,由酰胺基水解生成的羧酸基容易和多价金属如钙,镁和铁离子形成络合物,使聚合物发生沉淀,导致使用寿命降低.而且这种水解反应随温度升高而加剧,因而聚丙烯酰胺及其共聚物均存在使用温度问题,例如丙烯酰胺(AM)和丙烯酸(AA)共聚物使用温度限在7℃左右C2.~J.为提高这类聚合物的使用温度,近年来人们作了许多努力,其中2丙烯酰胺基一2甲基丙磺酸盐(AMPS)的共聚物,囤其具有较好的耐温性而引起了人们很大兴趣啪.考虑到AMPS单体的价格,在此基础上作者合成了高分子量的AM/AA/AMPS三元共聚物系列产品,并表征了它们的溶液性质,指出这类三元共聚物具有更高的增粘效果['j.本文进一步研究AM/AA/AMPs三元共聚物在高温下的水解反应.1实验部分AM/AA/AMPS三元共聚物(P3A)按文献[4,5]合成和纯化,分子量在～10范围,样品和组成列于表1.Tab.1ComponentmolBrratioofP3AeopolymersN0AMPSAMAANoAMPSAMAAP3A一112.870.4168P3A一5255518227P3A一225.57450P3A一625547l274P3A一32j.563.8107P3A一744.434.221.4P3A一425.558,5170P3A:poly(acrylamide-co—acrylkacid—r一2一acryl,~mido一2一methylpropanesuffonicacid).AMPS}2-acrylamido一2methy[pfopa~e,AMacryiamide,AAacrylicacd199906一收穑,2000-01—18修回国家擎登复古驱强化采油技术中重要基础研究(85—33—02一oa)啭助项目应用化学第l7卷聚合物用盐水配制成一定浓度的溶液,用盐酸或氢氧化钠调节聚合物溶液至规定pH值,将溶液装入玻璃封管中,封口后置于90c恒温烘箱中,~SYlq时间取样,冷却至室温后,用电位滴定方法测定聚合物中羧酸根浓度,计算出AA含量.V arianGemini一300核磁共振仪测定.CNMR谱,试样用0.5mol/LNaCI的DO溶液配制,一般聚合物质量分数为5～8. 2结果与讨论AM/AA/AM.PS共聚物链上AM单元和AMPS单元的酰胺基都有可能转化为羧酸基(AA单元)在90℃.P3A的水解反应动力学过程如图1所示,不同条件下水解反应曲线均具有拐点,呈现2个反应阶段.而一般丙烯酰胺聚合物在碱性条件下的水解过程呈现单调的增长曲线.由于生成的羧酸根和OH离子的静电相斥作用,使反应具有逐步减速的动力学特征,这种水解现象不仅发生于碱性条件,同样也存在于中性条件,二者相比较,在碱性条件下,OH一离子浓度高使第1阶段反应明显加快,而对于第2阶段反应,溶液的pH值显得并不太重要.值得指出P3A的水解程度可以达()HN()S(hHN()S()NHcH:H矗-cH2HvV+—l_I}c0()一COOS();一秘第2期朱麟勇等:水溶性AM/AA/AMPS共聚物的高温水解119为进一步了解P3A各种结构单元组成变化对其高温水解反应的影响,~N-fit成比例样品得到的结果如图2所示,在AMPS组成一定时,共聚物的AA/AM摩尔比增加,对第1阶段的水解反应速度有一定减缓作用,但对第2阶段反应速度的影响并不十分显着,最大水解度均位于8O左右.Fig.2Plotsofx(AA)whydrolysistimefOr(1)P3A一2,42)P3A一4and(3)P3A一6P3A)=0.3;f(NaC[)一0.5tool/L=90C?pH=7time/dFig.3SalteffectsinP3Ahyarolysisf(NaCI)/(tool?L):口.0;b.0.1;f05(P3A)一O.3.t=90C,pH=7在溶液中高分子链的构象变化,产生的局部环境效应,也起着重要作用[.由图3可以看到,随着NaCI浓度的增加,第1阶段的水解反应速度显着地下降,而第2阶段的反应速度变化不大,但水解反应曲线的转折高度明显降低.显然,溶液盐浓度增加,高分子链上离子基团间的相斥作用受到盐的屏蔽作用而下降,使高分子链收缩,高分子侧链上各官能团变得相互靠近,在AM基团的周围形成负电场,排斥了溶液中OH一负离子的进攻,使得第1阶段AM单元的水解速度下降,然而第2阶段的AMPS水解反应,主要通过AMPS基团和相邻的羧基发生分子内催化作用,因此溶液盐浓度对它的影响不大.以上结果表明,由于AM和AMPS的酰胺基团化学稳定性不同,引起P3A的高温水解出现先后2个反应过程,它们分别属于两种反应机制,前者主要是AM水解反应,由溶液中OH一离子进攻酰胺基产生,而后者主要是AMPS水解反应,由相邻的羧基产生分子内催化的结果,同时P3A聚合物的组成和在溶液中构象也对水解反应起着重要影响.参考文献1SobieKS.PolymerImprovedOilRecovery-BlackieandSonCo.1td,Glasgow,19912DoePH.StahlGA.SPEReservoirEngineering,1988,2233陈立滇(CHEN1A—Dian).油田化学(Y outianHuaxue).1993.10(3):2834朱麟勇(ZHULin—Y ong).常志英(CHANGZhi—Ying),李妙贞(1.1Miao—Zhen),a1.高分子(GaofenziXuebao)(accepled)5常志英(CHANGZlai—Ying).彭立芳(PENGIi—Fang),聂俊(N1EJun),d.高分子材丰}与工程(Gaofen~iCailiaoYuGongcheng)-1997-13(Supp[):166ParkerW0.I|ezziJA.Povl993.34:49137KudryavtsevYV.1itmanovJchAD.Plat~NA.Mcwromolecules.1998.31:4642最,^h\^vvH120应用化学第17卷HydrolysisofAM/AA/AMPSCopolymeratHighTemperatureZHULin—Y ong,MAChang—Qi,LIMiao—Zhen.W ANGEr—Jian (InstituteofPhotographicChemistry,ChineseAcademyofSciences,BeOing100101) AbstractThehydrolysisofacrylamide/acrylicacid/2一acrylamido一2一methylpropanesulfonicacid(AM/AA/AMPS)copolymer(P3A)at90℃wasstudied.Theresultsshowthatthe polymerhydrolysisdoesn'tobeythemonotonickineticmode1andtherearetworeaction stages,involvlnginter—andintra—molecularreactionmechanisms,respectively.Inthefirst stagethehyarolysisofAMunitsOccurspredominatelyandthereactionratemuchdependson thepHvalueforthereactioniscontrolledbydirectattackingofhydroxideions.Whereasin thelatterstagethehydrolysisofAMPSunitsisthemainreactionandthereactionrateisless relatedtothepHduetotheintermolecularcatalysisbytheadjacentAAunits.Theeffectsof compositionandchainconformationofcopolymersonthehydrolysisreactionalsohavebeen discussed.Keywordspoly(acrylacmide—acrylicacid—acrylamidomethylpropanesulfonicacid),hydro一1ysis,mechanism第六届全国考古与文物保护化学学术会议征文通知中国化学会应用化学委员会,国家自然科学基金委员会化学部拟定于2000年11月在福建泉州召开第六届全国考古与文物保护化学学术交流会.现将会议征文有关事项通知如下:一,征文内容1.考古及文物保护的新理论.新技术,新动态.2.文物保护与修复的方法及材料研究.3.现代新技术在考古及文物保护中应用的研究.4.文物与环境研究.5.其它相关的研究.二,征文要求1.应征论文应是国内外正式刊物及全国学术会议上尚未正式发表的研究成果.2.应征论文应提交垒文和约1500字的摘要,3.论文于2000年8月15日前(邮戳为准)寄福建泉州市东湖街海外交通史博物馆,李国清先生收,邮编362000,电话:(0595)2386363.4.论文摘要请用五号字打印在A4复印纸上(激光版),正文面积为210mm×297iTlm,上,下,左,右分别留35,3O,30,25mm空格.不要编页码.邮寄时请勿折叠,以便{I}4版.5每篇论文应交付审稿及版面费100元,请随摘要一并寄到.否则不于受理.6.经评审录用的论文,出版会议论文集,并在会上交流,未经录用的论文.退回版面费.7.论文请自留底稿.本台一律不退文稿.会议具体日期请按第二轮通知办理.欢迎各博物馆,研究所,大专院校,从事考古及文物保护的学者,同行踊跃投稿.第六届全国考古与文物保护化学学术交流会学术委员会。
双丙酮丙烯酰胺的合成
实验一 双丙酮丙烯酰胺的合成双丙酮丙烯酰胺(Daceton acrylamide, DAAM)，别名：双胺-N-（1,1-二甲基-3-氧代丁基）丙烯酰胺, 分子式C 9H 15NO 2，分子量169.22。
DAAM 为白色或淡黄色片状结晶，熔点56.5~57.0℃，沸点120℃，闪点126℃（开放式）；粘度17.9 cp (60℃)，比重0.998（60℃）。
C H 2CHOCNH C CH 3CH 3CH 2CO CH 3双丙酮酰胺的结构式双丙酮丙烯酰胺是一种重要的精细化工产品，除可用作均聚物之外，还可作为聚合物改性用单体进行共聚。
可与其共聚的单体主要有，甲基丙烯酸甲脂、苯乙烯、乙酸乙烯脂、氯乙烯、马来酸酐、硬脂酸、N-乙烯基吡咯烷酮、偏氯乙烯、丙烯腈、甲基乙烯基酮、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸乙脂、丙烯酸丁脂、丙烯酸-2-乙基己脂、丁二烯等。
这些均聚物和共聚物用途十分广泛，如用于涂料、胶粘剂、日化、环氧树脂固化剂、感光树脂助剂、纺织助剂、医疗卫生等领域。
随着技术进步和发展，双丙酮丙烯酰胺新的应用领域逐渐得到开发，因此双丙酮丙烯酰胺应用领域逐渐得到开发，双丙酮丙烯酰胺应用和发展前景十分广阔。
1.1 实验目的1．学习回流、蒸馏、搅拌、控温、萃取、重结晶等操作在合成中的综合运用。
2．学习探索有机产品工艺条件的实验方法及数据处理。
1.2实验原理1. 二丙酮醇的合成2. 噁嗪硫酸盐的合成3反应历程：3. 双丙酮丙烯酰胺的合成O3ONCH 3O CHCH 2H 2SO 4.CH 3H 3C H 3C HONaOHNHCCHCH 2CH 3CCH 2C1.3 仪器药品250mL 四口瓶, 100mL 滴液漏斗，250mL 梨形分液漏斗，抽滤装置，100mL 锥形瓶，100mL 烧杯，500mL 烧杯，显微熔点仪。
丙酮，丙烯腈，浓硫酸，甲苯，氢氧化钠，PH 试纸 1.4 实验步骤1. 噁嗪硫酸盐的合成四口瓶中安装上机械搅拌、回流冷凝管、滴液漏斗、温度计。
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Ｐ Ｍ 的耐温抗盐性能 ， 于油 田驱油 。， 广泛用 于涂料 、 树脂 、
纺织 、 日化 、 医疗 卫生等各个领域 。作 为水性涂料添
加剂 ， 性能价格 比非常优异 ， 因此涂料行业也 是双丙 酮丙烯酰 胺消 费发 展 较快 的领 域 之一 － 。通 过碳 ｌ 碳双键可 以和丙烯 酸、 丙烯 酸酯 和苯 乙烯等 不饱 和
ｏ ｌ ｏｙ ｒｚ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓｗｅ ｅ ｄｓ ｕ ｓ ｄ Ｔｈ ｐ ｉ ｚ ｄ ｒａ ｃｏ ｏ ｄｔｏ ｓ ｉｖ ｌｅｔ ｅ ｍｏａ ｔｏｏ ｎ ｔ ｅｐ ｌｍｅ ａｉ ｒ ｃ ｓ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ． ｅｏ ｔｍｉｅ ｅ ｅ ｉｎ ｃ ｎ ｉ ｎ ｎ ｏｖ ｈ ｌｒｒ ｉ ｆ ｌ ｉ ｏ ｉ ａ
ｄ ａ ｅｏ ｅ ｒ ｌｍｉｅ，ａ ｒ ｌ ａ ｉ ｉｅ ｔｎ ｃｙａ ｄ ｃｙｉ ｃｄ，ａ ｒｌ ｍｉｅ，ｗａ ｓ ｎｈ ｓｚ ｄ ｎ ｑ ｅ ｗｓ ｃ ｃｙａ ｄ ｓ ｙ ｔ ｅ ｉｅ ｉ ａ ｕ ｏ ｍｅ ｉｍ ｖａ ｒ ｅ ａ ｉａ ｄｕ ｉ ｆｅ ｒｄ ｃ ｌ
ｐ ｌｍ ｅ ｚ ｔ ｎ Ｔｈ ｆｅ ｔ ｆｍｏ ｏ ｈ ｒ ｒｔｏ，ｅ ｃｉｎ ｔｍｅ，ｅ ｅ ａｕ ｅ， ｌ ａ ｏ ｉ ｏ ｒａ ｄ ｐ ｖ ｌ ｅ ｏｙ ｒ ａｉ ． ｅ ｅ ｃ ｓｏ ｎ ｖ ｅ ｉ ｒａ ｔ ｉ ｉ ｏ ａ ｏ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｕ ｔ ｓ ｎ ｃ ｐ ｗｅ ｒ ｎ Ｈ ａｕ
应的影响。结果表明 ： 当单体配 比为 ｎ Ｄ Ａ （ Ａ Ｍ）：（ Ｍ） ｎ Ａ ＝１ １３ １１ｐ ｎ Ａ ：（ Ａ） ：． ：． ；Ｈ值为 ５ 反应温度２ ￣ 超声功率为 ２０ 的条件 ； ５Ｃ； ０Ｗ
下 反 应 １０ ｉ ２ ｍｎ所得 产 物最 佳 。 关 键 词 ： 声辐射 ； 溶性 ； 超 水 双丙 酮 丙烯 酰胺 ； 烯酸 ； 丙 丙烯 酰胺 中图 分类 号 ：Ｑ ８ ． Ｔ ０ ５４ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０８－ ２ Ｘ（０ １０ ０ ３ ０ １０ ０ １ ２ １ ）４— ０４— ３
１ 实验
单体 聚合生成共 聚物 ， 得 的聚合物 分子链 中的酮 所 碳基 又可 以和酰肼 基在室 温发 生交 联反应 ， 从而 改 善 此聚合 物 的交联 性 能 Ｊ 。聚丙 烯酰 胺 类水 溶性
１ １ 实验原料及仪器 ． 所有药 品除双丙酮丙烯酰胺是工业级 以外其余
聚合物 ， 广泛用作油 田三 次采油的增黏剂 、 泥浆处理 剂， 也可用 于污水 处理 、 纸张增 强 、 土壤 改 良及矿 物
Ｋｅ ｒ ｓ： ｌ ａ ｏ ｉ ｄ ａｉｎ； ｔｒｓ ｌ ｂ ｂ ｌｙ； ｉｃ ｔｎ ｒ ｌｍｉｅ； ｃ ｙｉａ ｉ ａ ｒ ｌｍｉ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｕｔ ｓ ｎｃ ｒ ｉｔ ｒ ａ ｏ ｗａｅ ｏｕ ａ ｉ ｔ ｄａ ｅｏ ｅ ｃｙａ ｄ ａ ｒｌｃ ｃｄ； ｃｙ ａ ｄ ｉ
双丙酮 丙烯 酰胺 是 一种 新 型 的 乙烯 基 功 能单
双丙酮丙烯酰胺 （ Ａ Ｍ）丙烯酸 （ Ａ 和丙烯 酰胺 ＤＡ 、 Ａ ）
（ Ｍ） Ａ 在超声波作用 下合成 水溶性 聚合物 的研究却 较少 。乳液加入 己二 酰肼 后干燥 时 ， 丙烯酸羧基 在 的酸性催化下而实 现聚合物 乳液 的室温 交联 【 ， ６ 同 】
时还可增加漆膜 的硬度 。
Ｗ Ｎ ｉ ， ￣ ｎ ｍ ｉＳ Ａ Ｇ Ｑ —ｃａ Ａ Ｇ Ｂｎ ＭＡＸ ａｇ— ｅ，Ｈ Ｎ ｆ ｈ ｏ
（ ｃｏｌ ｆ ｈ ｍｃｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ａ ｈ ｉ ｆｖｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ ， ｕ ｉ ｎ ３０ １Ｃ ｉａ Ｓｈｏ ｏ Ｃ ｅ ｉ ｇ ｅｉ ， ｎｕ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｙ Ｈ ａ ａ ２ ２０ ，ｈｎ ） ａＥ ｎ ｎ ｉ ｅ ｉ Ｓ ｅ ｏ ｎ Ａ ｓ ａｔＩｉａ ｄｂ ｅ ｏ ｎ ｉ ｏ ａ ｏ ｉ ｅ ｕ ａ ｎ ｏｉ ｙｒｇｎｓｌｔ，ｏ （ ｉ ｅ— ｂｔ ｃ ： ｔ ｔ ｙｒｄｘｉｉａ ｒ ｍｍ ｎ ｍ ｐｒ ｌ ｔ ａｄ ｓｄｕ ｈ ｄｏｅ ｕｉｅ ｐ ｌ ｄａ ｒ ｎｉｅ ｔｔ ｕ ｓ ｆｅ ｍ ｉ ｙ ｃ
・
３ ・ ４
山 东 化 工 Ｓ Ａ Ｄ Ｎ Ｈ ＭＩＡ Ｄ Ｓ Ｒ Ｈ Ｎ Ｏ Ｇ Ｃ Ｅ Ｃ ＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
２ １ 年第 ４ ０１ ｏ卷
超声辐射下水溶性双丙酮丙烯酸胺 一 丙烯 酰胺 一 丙烯酸共聚物的合成研究
王 斌， 马祥梅 ， 尚启超
２２ ０ ） ３０ １ （ 安徽 理工大学 化学工程学院 ， 安徽 淮南
摘要： 以双丙酮丙烯酰梭（ Ａ Ｍ）丙烯酸（ Ａ）丙烯酰胺 （ Ｍ） ＤＡ 、 Ａ 、 Ａ 为原料， Ｎ ４ ２２ ８ ＭＩＯ 以（ Ｈ ）ｓ ０ 一Ｎ － ３氧化还原体系为引发体系， Ｓ 在
超 声 的作用 下 采用 溶液 聚合 法 合 成水 溶性 三 元共 聚物 。研究 了单 体 配 比、 应 时 间、 反 反应 温度 、 声功 率 以及 ｐ 等 因素对 聚 合 反 超 Ｈ
Ｄ Ａ ／ Ｍ Ａ １ １ ３ １ １ ， Ｈ（ ） ｒ ｃｏ ｅ ｐ ｒ ｕｅ（ ５Ｃ） ｕ ｒｓｎｃｐｗ ｒ ２０ ）ａｄ Ａ Ｍ Ａ ／ Ａ（ ：． ： ． ） ｐ ５ ，ｅ ｔｎ ｔ ｅａ ｒ ２ ￣ ， ｌａ ｉ ｏ ｅ（ ０ Ｗ ａｉ ｍ ｔ ｔ ｏ ｎ
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