本發(fā)明涉及高分子聚合物制備技術(shù)，尤其是涉及一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法。

背景技術(shù)：

聚丙烯酸鈉是一類水溶性高分子電解質(zhì)材料，小分子量的為液體，大分子量的為固體。固體狀態(tài)的聚丙烯酸鈉為白色粉末或顆粒，無臭無味，遇水膨脹，易溶于苛性鈉水溶液，吸濕性極強，為具有親水和疏水基團(tuán)的高分子化合物。高分子量部分中和的聚丙烯酸鈉具有分子量大、水溶液粘度高、增粘速度快等特點，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥及醫(yī)療、整形美容、日用品化學(xué)、衛(wèi)生用品、家居用品等多個領(lǐng)域。

高分子量聚丙烯酸鈉常用制備方法是反相乳液聚合法，該方法在1962年Vanderhoff等人發(fā)明之后，在制備高分子量的聚合物中有其不可替代的作用，是一種比較成熟的工藝技術(shù)。傳統(tǒng)的反相乳液聚合法所選擇的油相的比熱容相對較低，在聚合過程中聚丙烯酸鈉的分子量達(dá)到某一個數(shù)量級時，會突破油包水的乳化體系，從乳液態(tài)轉(zhuǎn)變油相反應(yīng)，其反應(yīng)速率快速增長及分子量也快速增長，使得整個反應(yīng)體系溫度及狀態(tài)變得極其不穩(wěn)定，同時得到的產(chǎn)品分子量分布不均，外觀形態(tài)各異。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)不足，提出一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中高分子量聚丙烯酸鈉制備過程中反應(yīng)溫度和反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定性低、聚丙烯酸鈉的分子量分布不均的技術(shù)問題。

為達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，包括如下步驟：

(1)按如下重量份組份備料：丙烯酸10～20份、氫氧化鈉4～7份、溶劑50～70份、RAFT試劑0.001～0.005份、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1～0.5份、分散劑1～4份、引發(fā)劑0.1～0.5份、水20～30份；

(2)將氫氧化鈉加入水中形成氫氧化鈉溶液，并將丙烯酸、鏈轉(zhuǎn)移劑依次加入氫氧化鈉溶液形成水相，將分散劑溶解于溶劑中形成油相，將水相加入油相中，攪拌均勻；

(3)將步驟(2)所得的混合液中通入氮氣除氧，然后加入RAFT試劑，攪拌即得預(yù)聚液；

(4)在預(yù)聚液中加入引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)；

(5)過濾、干燥、粉碎即得呈粉末狀的高分子量聚丙烯酸鈉。

優(yōu)選的，所述步驟(4)中預(yù)聚液為在40℃水浴條件下加入引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)。

優(yōu)選的，所述步驟(4)還包括控制水浴溫度在40～45℃下引發(fā)反應(yīng)3小時，然后升溫至60℃，保溫2小時后。

優(yōu)選的，所述RAFT試劑包括二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸異丙苯基酯、二硫代苯甲酸芐基酯中的至少一種。

優(yōu)選的，所述鏈轉(zhuǎn)移劑包括丙酮、異丙醇、次磷酸鈉中的至少一種。

優(yōu)選的，所述分散劑包括吐溫-80、吐溫60、司盤20、司盤40、司盤60、司盤80中的至少一種。

優(yōu)選的，所述溶劑包括正己烷、環(huán)己烷、輕質(zhì)汽油、煤油中的至少一種。

優(yōu)選的，所述引發(fā)劑包括過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉中的至少一種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的高分子量聚丙烯酸鈉分子量高且分布窄，且避免了制備過程中反應(yīng)溫度和反應(yīng)狀態(tài)的不穩(wěn)定，具有較高的應(yīng)用前景，適于廣泛推廣。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

本發(fā)明的實施例1提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，包括如下步驟：

(1)按如下組份備料：丙烯酸15g、氫氧化鈉5g、溶劑60g、RAFT試劑0.003g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.3g、分散劑2g、引發(fā)劑0.3g、水25g；

(2)將氫氧化鈉加入水中形成氫氧化鈉溶液，并將丙烯酸、鏈轉(zhuǎn)移劑依次加入氫氧化鈉溶液形成水相，將分散劑溶解于溶劑中形成油相，將水相加入油相中，攪拌均勻；

(3)將步驟(2)所得的混合液中通入氮氣除氧0.5～2小時，然后加入RAFT試劑，攪拌即得預(yù)聚液；

(4)將預(yù)聚液在40℃水浴條件下加入引發(fā)劑進(jìn)行引發(fā)反應(yīng)，并控制水浴溫度在40～45℃下引發(fā)反應(yīng)3小時，然后升溫至60℃，保溫2小時后；

(5)降溫、過濾、干燥、粉碎即得呈粉末狀的高分子量聚丙烯酸鈉。

其中，本實施例所述RAFT試劑包括二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸異丙苯基酯、二硫代苯甲酸芐基酯中的至少一種，即本實施例中RAFT試劑可采用二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸異丙苯基酯、二硫代苯甲酸芐基酯中的任意一種，也可采用任意兩種或三種的混合物。其中，本實施例優(yōu)選采用二硫代苯甲酸苯乙基酯、二硫代苯甲酸異丙苯基酯和二硫代苯甲酸芐基酯的混合物。

本實施例所述鏈轉(zhuǎn)移劑包括丙酮、異丙醇、次磷酸鈉中的至少一種。其中，本實施例優(yōu)選采用丙酮、異丙醇及次磷酸鈉中一種，并以丙酮為佳。

本實施例所述分散劑包括吐溫-80、吐溫60、司盤20、司盤40、司盤60、司盤80中的至少一種。本實施例優(yōu)選采用吐溫-80、吐溫60、司盤20、司盤40、司盤60、司盤80的混合物，

本實施例所述溶劑包括正己烷、環(huán)己烷、輕質(zhì)汽油、煤油中的至少一種。

本實施例所述引發(fā)劑包括過硫酸鉀、過硫酸銨、亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉中的至少一種。

實施例2

本發(fā)明的實施例2提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸10g、氫氧化鈉5g、溶劑70g、RAFT試劑0.005g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1g、分散劑3g、引發(fā)劑0.4g、水22g。

實施例3

本發(fā)明的實施例3提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸20g、氫氧化鈉6g、溶劑65g、RAFT試劑0.002g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.3g、分散劑1g、引發(fā)劑0.1g、水29g。

實施例4

本發(fā)明的實施例4提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸11g、氫氧化鈉7g、溶劑50～70g、RAFT試劑0.001g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1g、分散劑4g、引發(fā)劑0.5g、水26g。

實施例5

本發(fā)明的實施例5提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸18g、氫氧化鈉5g、溶劑55g、RAFT試劑0.005g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.2g、分散劑4g、引發(fā)劑0.5g、水30g。

實施例6

本發(fā)明的實施例6提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸16g、氫氧化鈉4g、溶劑67g、RAFT試劑0.004g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.5g、分散劑2g、引發(fā)劑0.3g、水24g。

實施例7

本發(fā)明的實施例7提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸17g、氫氧化鈉4g、溶劑70g、RAFT試劑0.002g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.4g、分散劑3g、引發(fā)劑0.1g、水20g。

實施例8

本發(fā)明的實施例8提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸20g、氫氧化鈉4g、溶劑59g、RAFT試劑0.002g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.2g、分散劑4g、引發(fā)劑0.5g、水30g。

實施例9

本發(fā)明的實施例9提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸12g、氫氧化鈉5g、溶劑66g、RAFT試劑0.005g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.3g、分散劑3g、引發(fā)劑0.3g、水25g。

實施例10

本發(fā)明的實施例10提供一種高分子量聚丙烯酸鈉的制備方法，其與實施例1的制備方法基本相同，其不同之處在于，本實施例按如下組份備料：丙烯酸15g、氫氧化鈉5g、溶劑55g、RAFT試劑0.003g、鏈轉(zhuǎn)移劑0.1g、分散劑2g、引發(fā)劑0.4g、水23g。

按本實施例1～10制備高分子量聚丙烯酸鈉的過程中，反應(yīng)溫度和反應(yīng)狀態(tài)均穩(wěn)定性好，而且可控制制備的高分子量聚丙烯酸鈉的平均分子量為400～500萬，而且其分布范圍寬度系數(shù)為1.15左右，測試其0.2％的水溶液在20℃下的粘度為500～600cps，pH值為6.3～6.5，其為白色粉末狀，易溶于甘油、增粘速度快，具有較好的物理、化學(xué)性能。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明制備的高分子量聚丙烯酸鈉分子量高且分布窄，且避免了制備過程中反應(yīng)溫度和反應(yīng)狀態(tài)的不穩(wěn)定，具有較高的應(yīng)用前景，適于廣泛推廣。

以上所述本發(fā)明的具體實施方式，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所做出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。