專利名稱：低分子量水溶性聚合物的制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于低分子量水溶性聚合物的制備方法。
水溶性低分子量聚合物已被用來作為工業(yè)水系統(tǒng)的防垢、除垢劑，金屬材料的淬火劑及造紙工業(yè)中顏料的分散劑等，受到重視。目前用來制備低分子量聚丙烯酸的方法，主要為下面幾種。其一，使用疏基化合物作為鏈轉(zhuǎn)移劑，這一方法在早期較普遍使用，但由于產(chǎn)品有惡臭，目前已很少使用;其二，在水-異丙醇混合溶劑中聚合(美國專利4301266，1981，BASF A.-G.Muenster，A.and Rohmann，M.)在壓力下于120-200℃聚合，用H2O2作引發(fā)劑。這一方法需要進(jìn)行繁瑣的除去異丙醇的后處理過程;其三，用金屬鹽(如Cu2+)-H2O2作為引發(fā)體系(美國專利4314044，1982，Rohm and Haas Co.，Hughes，K.A.，Kine，B.B.and Swift，G.)在90-100℃采用連續(xù)加料方法，在裝有金屬鹽和叔胺水溶液的反應(yīng)器中，分別加入單體和H2O2的水溶液，直至反應(yīng)完成。此法的缺點是所含金屬離子易造成環(huán)境污染;其四，使用某些水溶性偶氮化和合物作引發(fā)劑(日本專利64 38403，1989，花王株式會社，近藤昭裕，五十嵐正，津
力雄)將單體、亞硫酸(氫)鈉和偶氮化合物水溶液的PH值調(diào)節(jié)到5.1后，于50℃進(jìn)行聚合，這一方法需要制備特定的偶氮化合物。
本發(fā)明的目的是用普通的無機(jī)化合物，即過硫酸包括K，NH2，Na等水溶性鹽，亞硫酸氫鹽包括K，NH4，Na等水溶性鹽和亞鐵鹽包括硫酸鹽、硝酸鹽、氯化物等水溶性鹽三元氧化還原引發(fā)體系，制備低分子量水溶性聚合物，可避免上述各種問題，而且原料易得價廉，對設(shè)備無特殊要求，操作簡單易行，無污染。
本發(fā)明先配制單體水溶液，在含有丙烯酸等酸性單體時，先用NaOH水溶液或Na2CO3粉沫慢慢中和，聚合溫度予熱至50-95℃時，依次加入亞硫酸氫鹽，如銨鹽，鉀鹽，鈉鹽和亞鐵鹽，如硫酸鹽，硝酸鹽、氯化物、溴化物的混合溶液及過硫酸鹽如鉀鹽、銨鹽鈉鹽水溶液，然后聚合。單體在溶液中的總濃度(以重量計)為1.0-50%引發(fā)體系三種組分的用量(以摩爾比)為過硫酸鹽相對于單體為0.001～0.015，亞硫酸氫鹽對過硫酸鹽為0.1～5.0，亞鐵鹽對過硫酸鹽為0.0002～0.075。
本發(fā)明適用于水溶性單體的聚合，用以制備低分子量水溶性均聚物和共聚物，特別適用于含丙烯酸鈉的均聚物和共聚物的制備。也適用于以水溶性單體為主要組分，不溶于水的單體作共組分，所得共聚物為水溶性聚合物的聚合體系，特別適用于含有醋酸乙烯酯和丙烯酸酯類的聚合體系。
本發(fā)明得到的低分子量水溶性聚合物的特性粘數(shù)為8-40ml/g。
本發(fā)明具有下列優(yōu)點1、在進(jìn)行聚合反應(yīng)時，不必除去聚合體系中的氧。
2、作為溶劑的水，可用蒸餾水，自來水和井水等。
3、引發(fā)體系無毒害，無污染問題。
4、可方便地控制產(chǎn)品的分子量。
5、產(chǎn)品為一種水溶液，特別適用于水系統(tǒng)處理。
本發(fā)明提供實施例如下實施例1在三頸瓶中加入0.56摩爾丙烯酸，用85.2ml H2O溶解，在攪拌情況下漸漸加入當(dāng)量的Na2CO3中和之。在85℃水浴中，予熱5min后，加入現(xiàn)場配制的含有0.0048摩爾NH4HSO3和0.00013摩爾FeCl2的水溶液10ml和含有0.0044摩爾(NH4)2S2O8的水溶液20ml，聚合3h，產(chǎn)物的特性粘數(shù)(25℃用1mol/L NaCl水溶液測定，下同)為31.8ml/g，Mr＝4.80×103。
實施例2在三頸瓶中加入0.56摩爾丙烯酸，用125.4ml H2O溶解，用100ml NaOH水溶液中和之。在85℃予熱5min后，加入含有0.0038摩爾KHSO3和0.00011摩爾Fe(No3)2的水溶液30ml和0.0037摩爾K2S2O8的水溶液50ml，聚合3h，產(chǎn)物特性粘數(shù)為11.4ml/g，Mv＝1.53×103。
實施例3在三頸瓶中加入0.28摩爾丙烯酸，用133ml H2O溶解，用100ml NaOH水溶液中和后，加入0.12摩爾醋酸乙烯酯和0.14摩爾丙烯酰胺，然后與實施例2同樣引發(fā)聚合。產(chǎn)物特性粘數(shù)為16.3ml/g。
實施例4首先分別配制下列溶液，溶液A270.8摩爾丙烯酸溶于65LH2O中，用65L NaOH水溶液中和后，加入91.5摩爾丙烯酰胺，攪拌均勻。溶液B2.5摩爾NaHSO3溶于10L H2O中。溶液C0.070摩爾FeSO4溶于16L H2O中。溶液D2.4摩爾K2S2O8溶于34.5L H2O中，然后，在予熱后反應(yīng)釜中加入溶液A的1/5，加熱到82℃后依次加入各溶液的1/5∶B，C，D之后，每隔10min，每次依次加入各溶液剩余量的1/10∶A，B，C，D。待全部加完后，聚合3h，產(chǎn)物特性粘數(shù)為18.3ml/g。
權(quán)利要求
1.一種低分子量水溶性聚合物的制備方法，是用水溶性單體均聚和共聚，也包括不溶于水的單體作為共組分的聚合，本發(fā)明的特征在于，采用普通的無機(jī)化合物即亞硫酸氫鹽，包括銨鹽、鉀鹽、鈉鹽水溶液，亞鐵鹽，包括硫酸鹽，硝酸鹽、氯化物，溴化物的混合溶液及過硫酸鹽，包括鉀鹽、銨鹽、鈉鹽水溶液三元氧化還原引發(fā)體系，各成分分配比如下1)單體在溶液中的總濃度(以重量計)為1.0～50%，2)引發(fā)體系三種組分的用量(以摩爾比計)為亞硫酸氫鹽對過硫酸鹽為0.1-5.0亞鐵鹽對過硫酸鹽為0.0002-0.075過硫酸鹽相對于單體為0.001-0.015。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有過硫酸鹽、亞硫酸氫鹽和亞鐵鹽的三元氧化還原引發(fā)體系，可用來制備低分子量聚丙烯酸鈉及其它低分子量水溶性聚合物或共聚物。在溶劑水中單體濃度為1.0—50％(重量)時，所得水溶性聚合物的粘均分子量可控制在1×10
文檔編號C08F20/06GK1085568SQ9211142
公開日1994年4月20日 申請日期1992年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月14日
發(fā)明者許觀藩, 方天如, 高林, 那玉賢, 裘令瑋, 鄭貽基, 王文仁 申請人:中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所