一種含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及了一種含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物及其制備方法。將兩性單體甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸鹽(DMAPS)、疏水單體甲基苯乙烯(α-MSt)與丙烯酰胺(AM)在十二烷基硫酸鈉(SDS)乳液中共聚，過硫酸鉀(KPS)為引發(fā)劑。通過本發(fā)明的方法制備得到的水溶性疏水締合聚合物，由于引入了包含空間位阻較大的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的疏水締合性能、表面活性和耐溫抗鹽抗剪切性能，可以作為高分子表面活性劑使用，同時在油氣開采、涂料、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力。
【專利說明】一種含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物及其制備方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性聚合物及其制備方法，屬于水溶性 高分子合成【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯酰胺（PAM)是一種水溶性聚合物，在油田上的應(yīng)用十分廣泛。但聚丙烯酰 胺及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)水溶液在應(yīng)用時也存在一些缺陷，如機(jī)械剪切穩(wěn)定性差， 長時間放置或較高溫度下放置易降解；部分水解的聚丙烯酰胺所帶羧基可與二價離子反應(yīng) 等。因此合成耐溫耐鹽共聚物是目前聚丙烯酰胺類聚合物的主要發(fā)展趨勢。其中疏水締合 聚合物（HAWP)在水溶液中能夠通過疏水締合作用形成立體可逆網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)受時 間影響小，抵抗溫度破壞的能力強(qiáng)，高剪切速率下的機(jī)械降解具有可逆性。在鹽溶液中，小 分子電解質(zhì)的加入使疏水締合作用增強(qiáng)，溶液粘度增加，表現(xiàn)出明顯的抗鹽性能。
[0003] 中國專利文獻(xiàn)CN102675533A公開了一種疏水締合聚丙烯酰胺的超聲輔助制備方 法，首先將有機(jī)硅單體、陰離子單體、丙烯酰胺和水混合均勻，通氮氣驅(qū)氧后，加入引發(fā)劑， 在超聲輔助下進(jìn)行聚合即可得到陰離子有機(jī)硅改性聚丙烯酰胺。由于超聲波高效的分散作 用，無需添加乳化劑或表面活性單體就能夠使得疏水單體良好地分散在水溶液中，與親水 單體進(jìn)行共聚。但上述方法未涉及用苯環(huán)對聚丙烯酰胺進(jìn)行改性來提高其耐溫耐鹽性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物 及其制備方法。
[0005] 術(shù)語解釋：
[0006] 單體摩爾總數(shù)：反應(yīng)體系中加入兩性單體甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸 鹽（DMAPS)、疏水單體甲基苯乙烯（α-MSt)與丙烯酰胺的摩爾數(shù)總和。
[0007] 摩爾投料比：一種單體的投料摩爾數(shù)與單體摩爾總數(shù)的比值。
[0008] 本發(fā)明兩性單體甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸鹽（DMAPS)的結(jié)構(gòu)式如式 (I)所示：
[0009]

【權(quán)利要求】
1. 一種含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物，結(jié)構(gòu)式如式（III)所示：
式（III)中，m/(m+n+a) = 91-95%，n/(m+n+a) = 4-8%，a/(m+n+a) = 0· 1-1. 5% ;表 觀重均分子量 Mw,app = (0. 7-1. 5) X 106g · mol'
2. -種權(quán)利要求1所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法，步驟 如下： (1) 稱取丙烯酰胺和兩性單體甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸鹽溶于水中，室 溫下攪拌至完全溶解； 丙烯酰胺的摩爾投料比為91-95%，甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸鹽的摩爾 投料比為4-8% ; (2) 向步驟（1)得到的體系中加入疏水單體甲基苯乙烯和乳化劑十二烷基硫酸鈉，室 溫下通入氮氣并充分?jǐn)嚢瑁? 疏水單體甲基苯乙烯的摩爾投料比為〇. 1-1. 5% ;相對于聚合體系體積，十二烷基硫酸 鈉加量為 〇. 1-0. 5mol. I71 ; (3) 向步驟（2)得到的體系中加入引發(fā)劑過硫酸鉀，攪拌均勻后放置到20-28°C的恒溫 水浴中，通氮氣除氧0. 3-1小時；相對于聚合體系體積，過硫酸鉀的加入量為l-7mmol. Γ1 ; (4) 步驟（3)得到的體系在40-70°C下反應(yīng)5-12小時，得到乳白色均一粘液，將所得粘 液加入無水丙酮中沉淀，得到的固體經(jīng)真空干燥，粉碎，得含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性聚 合物粉末。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法，其特 征在于，步驟（2)得到的溶劑聚合體系中，所有單體的總濃度為l-2mol.L'
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法， 其特征在于，步驟（1)中所述的丙烯酰胺的摩爾投料比為93-94.9%，甲基丙烯酰氧乙 基-N，N-二甲基丙磺酸鹽的摩爾投料比為4. 5-7%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法，其特 征在于，步驟（2)中所述的甲基苯乙烯的摩爾投料比為0. 3-1. 2%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法， 其特征在于，步驟（2)中，相對于聚合體系體積，所述的乳化劑十二烷基硫酸鈉加量為 0. 1-0. 2mol. L ^
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法，其特 征在于，步驟（3)中，相對于聚合體系體積，所述的引發(fā)劑過硫酸鉀的加量為3-5mmol.L'
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含苯環(huán)改性的丙烯酰胺水溶性兩性聚合物的制備方法，其特 征在于，步驟（4)中，聚合溫度為60-70°C，聚合反應(yīng)時間為6-8h。
【文檔編號】C08F212/12GK104086702SQ201410356306
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】譚業(yè)邦, 王曉藜, 王鑫 申請人:山東大學(xué)