低分子量水溶性聚合物的制備制造技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)提供了一種含有過(guò)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(lái)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(shí)，所得水溶性聚合物的粘均分子量可控制在１×１０↑［３］－２×１０↑［４］范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)化率達(dá)９５％以上。產(chǎn)品可直接用作工業(yè)水系統(tǒng)的防垢、除垢劑，也可用作金屬材料的淬火劑、造紙工業(yè)中顏料的分散劑等。（*該技術(shù)在2012年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)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(lái)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(lái)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(guó)專(zhuān)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(guò)程;其三，用金屬鹽(如Cu2+)-H2O2作為引發(fā)體系(美國(guó)專(zhuān)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(diǎn)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(zhuān)利64 38403，1989，花王株式會(huì)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。本專(zhuān)利技術(shù)的目的是用普通的無(wú)機(jī)化合物，即過(guò)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(wèn)題，而且原料易得價(jià)廉，對(duì)設(shè)備無(wú)特殊要求，操作簡(jiǎn)單易行，無(wú)污染。本專(zhuān)利技術(shù)先配制單體水溶液，在含有丙烯酸等酸性單體時(shí)，先用NaOH水溶液或Na2CO3粉沫慢慢中和，聚合溫度予熱至50-95℃時(shí)，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(guò)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(jì))為1.0-50%引發(fā)體系三種組分的用量(以摩爾比)為過(guò)硫酸鹽相對(duì)于單體為0.001～0.015，亞硫酸氫鹽對(duì)過(guò)硫酸鹽為0.1～5.0，亞鐵鹽對(duì)過(guò)硫酸鹽為0.0002～0.075。本專(zhuān)利技術(shù)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(lèi)的聚合體系。本專(zhuān)利技術(shù)得到的低分子量水溶性聚合物的特性粘數(shù)為8-40ml/g。本專(zhuān)利技術(shù)具有下列優(yōu)點(diǎn)1、在進(jìn)行聚合反應(yīng)時(shí)，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(lái)水和井水等。3、引發(fā)體系無(wú)毒害，無(wú)污染問(wèn)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。本專(zhuān)利技術(shù)提供實(shí)施例如下實(shí)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(chǎng)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(cè)定，下同)為31.8ml/g，Mr＝4.80×103。實(shí)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(shí)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(shí)施例2同樣引發(fā)聚合。產(chǎn)物特性粘數(shù)為16.3ml/g。實(shí)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，本專(zhuān)利技術(shù)的特征在于，采用普通的無(wú)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(guò)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(jì))為1.0～50%，2)引發(fā)體系三種組分的用量(以摩爾比計(jì))為亞硫酸氫鹽對(duì)過(guò)硫酸鹽為0.1-5.0亞鐵鹽對(duì)過(guò)硫酸鹽為0.0002-0.075過(guò)硫酸鹽相對(duì)于單體為0.001-0.015。全文摘要本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種含有過(guò)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(lái)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(shí)，所得水溶性聚合物的粘均分子量可控制在1×10文檔編號(hào)C08F20/06GK1085568SQ9211142公開(kāi)日1994年4月20日 申請(qǐng)日期1992年10月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月14日專(zhuān)利技術(shù)者許觀(guān)藩, 方天如, 高林, 那玉賢, 裘令瑋, 鄭貽基, 王文仁 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
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，本專(zhuān)利技術(shù)的特征在于，采用普通的無(wú)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(guò)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(jì)）為１．０～５０％，２）引發(fā)體系三種組分的用量（以摩爾比計(jì)）為：亞硫酸氫鹽對(duì)過(guò)硫酸鹽為０．１－５．０亞鐵鹽對(duì)過(guò)硫酸鹽為０．０００２－０．０７５過(guò)硫酸鹽相對(duì)于單體為０．００１－０．０１５。

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：許觀(guān)藩，方天如，高林，那玉賢，裘令瑋，鄭貽基，王文仁，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：22[中國(guó)|吉林]