专利名称：一种甜菜碱型抗盐聚合物及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种增粘剂、日用化学品和用作三次采油驱油剂的甜菜碱型抗盐聚合物及其制备方法。
背景技术：
甜菜碱(betaine)是广泛存在于动植物组织中的一种水溶性生物碱，是有效的渗透溶解剂，具有重要的物质代谢作用，已广泛应用于医药、日化等领域。甜菜碱分子中同时带有阳离子基团(如季铵基)和阴离子基团(如羧基、磺酸基)，分子整体呈电中性。在酸性溶液中呈现阳离子化合物的特征，在碱性溶液中又呈现阴离子化合物的特征，无浊点，不易受无机电解质的影响，无论吸附到正电荷还是负电荷的界面上都不会形成疏水表面，从而具有很多优良的性能。如低毒、耐盐、良好的协同增效作用、 抗静电、易于生物降解、良好的溶液性能等。当甜菜碱分子中带有特定不饱和键时，可以作为单体聚合生成聚甜菜碱 (polybetaine)。根据聚合物离解后链上所带的离子电荷的种类，可将聚合物分为聚电解质、两性聚电解质和聚甜菜碱。由于同一个结构单元上同时具有正负电荷，聚甜菜碱存在着近程吸引与远程排斥，有利于形成交联的网络结构，其水溶液的黏度随外加低分子量电解质(如NaCl)浓度的增加而增加，表现出明显的反聚电解质行为，从而使聚合物具有良好的抗盐性能。目前与国际水平相比，我国对甜菜碱尤其是聚甜菜碱(polybetaine)类聚合物方面的研究相对较少，开发的产品种类有限，远不能满足市场需求，因此增加产品的种类十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甜菜碱型抗盐聚合物，该聚合物有明显增粘性和反电解质效应，其粘度随着盐浓度的增加而递增，具有良好的抗盐性能，有望用于油田抗盐工作液、日化产品、染料、医药、新型材料等方面。本发明的另一目的还在于提供该甜菜碱型抗盐聚合物的制备方法，该方法原理可靠，反应条件温和，操作简便，具有广阔的市场前景。为了达到上述技术目的，本发明采用以下技术方案。本发明涉及的甜菜碱型抗盐聚合物，为丙烯酰胺丙基甜菜碱/丙烯酰胺/N-烷基丙烯酰胺三元聚合物或丙烯酰胺丙基甜菜碱/丙烯酰胺二元聚合物，其结构式如下
权利要求
1.一种甜菜碱型抗盐聚合物，为丙烯酰胺丙基甜菜碱/丙烯酰胺/N-烷基丙烯酰胺J 元聚合物或丙烯酰胺丙基甜菜碱/丙烯酰胺二元聚合物，其结构式如下
2.如权利要求I所述的聚合物，其特征在于，所述丙烯酰胺丙基甜菜碱通过如下方法合成苯甲酰氯与丙烯酸按摩尔比I : 0.8反应，减压蒸馏得丙烯酰氯；N，N-二甲基-1， 3-丙二胺与氯乙酸钠按等摩尔在水溶液中反应得丙二胺季铵盐；丙烯酰氯与丙二胺季铵盐按摩尔比1.1 I在饱和碳酸钠水溶液中反应，再经萃取、烘干。
3.如权利要求I所述的聚合物的制备方法，依次包含以下步骤将单体丙烯酰胺丙基甜菜碱、丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺溶于水中，总的单体含量为25质量％左右，各种单体的摩尔比为丙烯酰胺丙基甜菜碱丙烯酰胺N-烷基丙烯酰胺=I I 40 O O. 2; 氮气保护、15 25°C下加入氧化还原引发体系发生聚合反应，6小时后得胶状聚合物。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰胺丙基甜菜碱通过如下方法合成苯甲酰氯与丙烯酸按摩尔比I : O. 8反应，减压蒸馏得丙烯酰氯；N，N-二甲基-1， 3-丙二胺与氯乙酸钠按等摩尔在水溶液中反应得丙二胺季铵盐；丙烯酰氯与丙二胺季铵盐按摩尔比I. I I在饱和碳酸钠水溶液中反应，再经萃取、烘干。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述氧化还原引发体系，氧化剂是过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠或双氧水，还原剂是亚硫酸钠、亚硫酸铵、亚硫酸氢钠或亚硫酸氢铵。
全文摘要
本发明涉及一种甜菜碱型抗盐聚合物及其制备方法，该聚合物功能单体丙烯酰胺丙基甜菜碱合成如下苯甲酰氯与丙烯酸按摩尔比1:0.8反应，减压蒸馏得丙烯酰氯；N,N-二甲基-1,3-丙二胺与氯乙酸钠按等摩尔在水溶液中反应得丙二胺季铵盐；丙烯酰氯与丙二胺季铵盐按摩尔比1.1:1在饱和碳酸钠水溶液中进行反应，再经萃取、烘干得该功能单体。该功能单体与丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺共聚得甜菜碱型抗盐聚合物。该聚合物有明显增粘性和反电解质效应，其粘度随着盐浓度的增加而递增，具有良好的抗盐尤其是抗二价钙镁离子性能，其合成方法反应条件温和，操作简便,有望用于油田抗盐工作液、日化产品、染料、医药、新型材料等方面。
文档编号C08F220/60GK102585092SQ201210013389
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月16日 优先权日2012年1月16日
发明者叶仲斌, 王梓民, 罗平亚, 陈洪, 韩利娟 申请人:西南石油大学