一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法,包括以下步驟：將丙烯酰胺溶解在蒸餾水中，攪拌至完全溶解，加熱條件下，加入稀土金屬的氯化物與NaHSO3組成的復合物，攪拌反應一段時間后，停止反應，加入少量無水乙醇引發(fā)沉淀，靜置后減壓抽濾，用無水乙醇洗滌沉淀2次，在干燥至質(zhì)量恒定，得高分子量聚丙烯酰胺。跟現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明使用了稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物為引發(fā)劑,無水乙醇做引發(fā)沉淀劑，無需惰性氣氛，在敞開體系、常溫條件下進行，反應時間短，所得聚丙烯酰胺高分子量，少能源費用，產(chǎn)率最高可達到100％，為高分子量的丙烯酰胺在溫和條件下的批量工業(yè)化生產(chǎn)提供了新途徑。
【專利說明】一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及有機合成領域，具體涉及一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法。

【背景技術】
[0002]聚丙烯酰胺由于其優(yōu)異的絮凝作用和降低流體阻力等功能在造紙工業(yè)、石油工業(yè)、采礦工業(yè)、冶金工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等領域中獲得了廣泛的應用。聚丙烯酰胺的合成方法有水溶液聚合、乳液聚合、輻射聚合、瞬間聚合氣化脫溶劑法等。
[0003]現(xiàn)有技術中，對聚丙烯酰胺合成的研究很多，但是用稀土金屬做丙烯酰胺聚合反應引發(fā)劑的很少。馮四偉、徐曉冬、陳玲玲、朱元棋等人用三氟甲基磺酸鹽作為催化劑催化丙烯酰胺聚合。但是，上述引發(fā)劑體系在引發(fā)反應的過程中都需要氮氣保護，一般也必須在中高溫下進行，這極大地限制了丙烯酰胺的生產(chǎn)和應用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明提供一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法，利用一種新型的丙烯酰胺引發(fā)體系一稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物為引發(fā)劑。
[0005]本發(fā)明提供的一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法，具體包括以下步驟:
[0006]將丙烯酰胺溶解在蒸餾水中，完全溶解后，加熱條件下加入稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物，攪拌，反應一段時間后，加入無水乙醇，靜置后減壓抽濾，用無水乙醇洗滌沉淀2次，干燥至質(zhì)量恒定，得聚丙烯酰胺，其中無水乙醇用量為蒸餾水用量的十分之一。
[0007]所述將丙烯酰胺溶解在蒸餾水中，獲得單體溶液質(zhì)量濃度為14-20% ；
[0008]所述加熱條件下，加熱溫度為20-80°C ；
[0009]所述加入稀土金屬的水合氯化物與NaHSOdi成的復合物，稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3的物質(zhì)的量之比為1:2-6 ;
[0010]稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物和丙烯酰胺的物質(zhì)的量之比為1:200-400 ；
[0011]所述的稀土金屬的水合氯化物為YbCl3.6H20、LaCl3.6H20或SmCl3.6H20。
[0012]所述反應一段時間后，反應時間為0.3-10h。
[0013]其中，SmCl3.6H20的制備方法為:將Sm2O3固體粉末溶解在6mol/L鹽酸中，攪拌，加熱蒸發(fā)至有少量固體析出時，停止加熱，繼續(xù)攪拌至大量固體析出，在50-60°C條件下干燥至恒重,得SmCl3.6H20, Sm2O3與鹽酸的物質(zhì)的量之比為1:6。
[0014]所述YbCl3.6Η20的制備方法為:稱取一定質(zhì)量的La2O3，用鹽酸溶解后緩慢蒸發(fā)結(jié)晶，在50-60°C條件下干燥至恒重，密閉保存，備用，La2O3與鹽酸的物質(zhì)的量之比為1:6。
[0015] 測定本發(fā)明制備聚丙烯酰胺的相對分子質(zhì)量，方法為:用1.0OOmol NaCl水溶液作為溶劑配制0.05%的聚合物溶液，在30°C下烏氏粘度計測定NaCl水溶液及聚合物溶液的流出時間。具體操作按GB12005.1-89執(zhí)行。然后，用計算丙烯酰胺類聚合物相對分子質(zhì)量的軟件Analysisl.0求得[η ]，最后由公式M = 802 X [ η ]1 25求得聚丙烯酰胺的相對分子質(zhì)量。
[0016]跟現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明使用了稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物為引發(fā)劑，無水乙醇做引發(fā)沉淀劑，無需惰性氣氛，在敞開體系、常溫條件下進行，反應時間短，所得聚丙烯酰胺高分子量。本發(fā)明反應條件溫和、高效率、少設備投入，少能源費用，單位時間產(chǎn)出大，產(chǎn)率最高可達到100%，為高分子量的丙烯酰胺在溫和條件下的批量工業(yè)化生產(chǎn)提供了新途徑。

【具體實施方式】
[0017]實施例1
[0018]一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法，包括以下步驟:
[0019]將191g丙烯酰胺溶解在100ml蒸餾水中，制備得質(zhì)量分數(shù)為16%的單體溶液，攪拌至完全溶解，加熱至30°C，保溫，將制備的SmCl3.6Η20與NaHSO3按照物質(zhì)的量比1:4制備固體粉末作為引發(fā)劑，引發(fā)劑與單體的物質(zhì)的量之比1:400，攪拌，繼續(xù)反應lh，停止反應，加入10ml無水乙醇引發(fā)沉淀，減壓抽濾，用無水乙醇洗滌沉淀2次，在干燥至質(zhì)量恒定，得聚丙烯酰胺。
[0020]SmCl3.6H20 的制備方法:
[0021]將Sm2O3固體粉末溶解在濃度為6mol/L的鹽酸中，攪拌，加熱至有少量固體析出時，停止加熱，繼續(xù)攪拌至大量固體析出，50°C干燥至恒重，得SmCl3.6H20o
[0022]實施例1-6，引發(fā)劑均為SmCl3.6H20_NaHS03，按照下表1條件下進行。
[0023]下表1給出了實施例1-6的反應條件及結(jié)果
[0024]表1
[0025]

【權利要求】
1.一種高分子量的聚丙烯酰胺的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步驟: 將丙烯酰胺溶解在蒸餾水中，完全溶解后，加熱條件下加入稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物，攪拌，反應一段時間后，加入無水乙醇引發(fā)沉淀，靜置后減壓抽濾，用無水乙醇洗滌沉淀2次，干燥至質(zhì)量恒定，得聚丙烯酰胺，其中無水乙醇用量為蒸餾水用量的十分之一。
2.根據(jù)權利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述將丙烯酰胺溶解在蒸餾水中，獲得單體溶液濃度為14-20%。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述加熱條件下，加熱溫度為20-80。。。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述加熱條件下，所述加入稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物，稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3的物質(zhì)的量之比為 1:2-6。
5.根據(jù)權利要求4所述的制備方法，其特征在于，稀土金屬的水合氯化物與NaHSO3組成的復合物與丙烯酰胺的物質(zhì)的量之比為1: 200-400。
6.根據(jù)權利要 求1、4或5任意一項所述的制備方法，其特征在于，所述的稀土金屬的水合氯化物為 YbCl3.6H20、LaCl3.6H20 或 SmCl3.6H20。
7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應一段時間后，反應時間為0.3-10h。
8.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，SmCl3.6H20的制備方法為:將Sm2O3固體粉末溶解在6mol/L鹽酸中，攪拌，加熱蒸發(fā)至有少量固體析出時，停止加熱，繼續(xù)攪拌至大量固體析出，在50-60°C條件下干燥至恒重，得SmCl3 *6H20, Sm2O3與鹽酸的物質(zhì)的量之比為1:6。
9.根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，稱取一定質(zhì)量的La2O3，用鹽酸溶解后緩慢蒸發(fā)結(jié)晶，在50-60°C條件下干燥至恒重，密閉保存，備用，La2O3與鹽酸的物質(zhì)的量之比為1:6。
【文檔編號】C08F4/08GK104072651SQ201410331502
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】盛恩宏, 韓寒, 孫軍勇 申請人:安徽師范大學