完成单位：河南省科学院高新技术研究中心

完成人员：曹金丽  张彦昌  赵献增  殷圆圆  王冬梅  李天仚

所属领域：高分子合成

专 利 号：ZL201210232218.0

 

阳离子型聚丙烯酰胺具有正电荷密度高、水溶性好、特性黏数较高等优点，被广泛应用于造纸、采油、污水处理及饮用水处理等行业。目前合成阳离子型聚丙烯酰胺主要有共聚法和改性法。共聚法合成的聚丙烯酰胺固含量相对较高，但离子基团之间的电荷排斥作用通常使产品的高分子量和高离子化度不能兼得。已经发展的反相乳液聚合、反相悬浮聚合和“水包水”乳液聚合等方法通常具有需要使用有机溶剂或无机盐含量过高等缺点，且共聚法中阳离子单体原料价格较高。而改性法可以对不同分子量的聚丙烯酰胺进行阳离子化，能够根据原料比例控制阳离子度，且成本较低，原料易得。

由于聚合物黏度较大，以往报道中，参加反应的聚丙烯酰胺的质量百分浓度通常较低（1%-8%），所用的胺化试剂一般为二甲胺，原料摩尔比为聚丙烯酰胺︰甲醛︰二甲胺 ＝ 1︰1.06︰2.50-1︰1.40︰2.50，即需要甲醛过量且二甲胺大过量，不利于环境保护。本发明以聚丙烯酰胺、甲醛、二级胺（二甲胺、二乙胺和哌啶）为原料，采用预制备羟甲基胺中间体法，将甲醛和二级胺预先反应，生成羟甲基胺中间体，聚丙烯酰胺溶液继续与羟甲基胺反应，最终在甲醛不过量的情况下得到离子度为65%-78%的阳离子聚丙烯酰胺。本方法能够避免出现易导致交联的羟甲基化聚丙烯酰胺中间体，降低交联反应的发生，减少甲醛残余量，提高产品的阳离子度，所得阳离子聚丙烯酰胺可以用作采油助剂、造纸助剂、城市污水处理剂等。