一种2,3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料领域，具体的说是一种2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法。
【背景技术】
[0002]2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)是一种反应活性体，分子内既存在季铵阳离子，又含有反应活性很高的环氧基团，在一定条件下可通过开环聚合生成聚醚季铵盐类高聚物。聚醚季铵盐是一种新型高分子材料，其分子链上带有正电荷，水溶性好，具有高效低毒的特点，对人体器官皮肤无腐蚀刺激，杀菌效果好，是新型的非氧化性杀菌剂。该产品还兼有粘泥剥离、浮选、侵蚀和破乳等功能，可用于工业循环水中，亦可作为多功能污水处理剂用于工业污水处理中，尤其在油田采油过程的回注水处理中有重要应用。有关2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合方法的研究近年有报道，但反应副产物较多，聚醚产品的不饱和度较大，分子量分布也很宽，而且所制备的聚醚季铵盐的消泡性能不佳。
【发明内容】
[0003]针对上述现有2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合方法反应副产物较多，聚醚产品的不饱和度较大，分子量分布也很宽，而且所制备的聚醚季铵盐的消泡性能不佳等缺陷，本发明的是提供一种2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法，包括以下步骤:
步骤一:取2，3-环氧丙基三甲基氯化铵，用乙酸乙酯溶解，备用，所述乙酸乙酯的用量为每8g 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵加15~25mL ；
步骤二:向步骤一所得溶液中加入起始剂甲醇，于55?75°C、100KPa、氮气保护下搅拌、回流30min后，加入引发剂SnCl2，反应5?10h，至有淡黄色透明均相溶液出现时，滴加盐酸调节PH至中性，得反应液备用，所述起始剂甲醇的加入量为每Sg 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵0.5-1.5mL，所述引发剂SnCl2的加入量为2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量的0.1-0.6% ；
步骤三:取步骤二所得反应液真空减压蒸馏至不再有馏出物，取所得产品干燥，即得目标产物；
所述步骤一中乙酸乙酯的用量为每Sg 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵20mL;
所述步骤二中起始剂甲醇的加入量为每Sg 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵ImL ；
所述步骤二中引发剂SnCl2的加入量为2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量的0.45% ； 所述步骤二中的反应温度为70°C ；
所述步骤二中的反应时间为7h。
[0005]本发明的有益效果:
本发明提供了 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)直接开环聚合生成聚醚季铵盐(PETA)的反应过程，选取有机相聚合反应体系，以甲醇做起始剂，乙酸乙酯为溶剂，氯化亚锡为引发剂，选用溶液体系一步聚合法，可以有效避免水相聚合的副反应，所得产物的纯度高，分子量分布变窄；且聚合温度低，有机溶剂可以回收利用，不会造成环境污染；本发明所选起始剂、溶剂、引发剂原料廉价易得，工艺操作简单，聚醚转化率高，且产物具有良好的消泡性能和电导率，在污水处理与液体电解质的研发领域有着广阔的前景。
【附图说明】
[0006]图1反应温度对聚醚季铵盐(PETA)产品相对粘度的影响图；
图2反应温度对聚醚季铵盐(PETA)产品转化率的影响图；
图3反应时间对聚醚季铵盐(PETA)产品相对粘度的影响图；
图4反应时间对聚醚季铵盐(PETA)产品转化率的影响图；
图5引发剂用量对聚醚季铵盐(PETA)产品转化率的影响图；
图6引发剂用量对聚醚季铵盐(PETA)产品相对粘度的影响图；
图7聚醚季铵盐(PETA)消泡效率实验数据表；
图8聚醚季铵盐(PETA)不同温度时的电导率数据；
图9 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA) IR图谱；
图10聚醚季铵盐(PETA) IR图谱。
【具体实施方式】
[0007]下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述。
[0008]实施例1
一种2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法，包括以下步骤:
步骤一:取2，3-环氧丙基三甲基氯化铵Sg，用20mL乙酸乙酯溶解，备用；
步骤二:向步骤一所得溶液中加入ImL起始剂甲醇，于70°C、100KPa、氮气保护下搅拌、回流30min后，加入0.45% 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量的引发剂SnCl2,反应7h，至有淡黄色透明均相溶液出现时，滴加盐酸调节PH至中性，得反应液备用；
步骤三:取步骤二所得反应液真空减压蒸馏至不再有馏出物，取所得产品干燥，即得目标产物。
[0009]实施例2
一种2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法，包括以下步骤:
步骤一:取2，3-环氧丙基三甲基氯化铵Sg，用15mL乙酸乙酯溶解，备用；
步骤二:向步骤一所得溶液中加入0.5mL起始剂甲醇，于55°C、100KPa、氮气保护下搅拌、回流30min后，加入0.6% 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量的引发剂SnCl2，反应5h，至有淡黄色透明均相溶液出现时，滴加盐酸调节PH至中性，得反应液备用；
步骤三:取步骤二所得反应液真空减压蒸馏至不再有馏出物，取所得产品干燥，即得目标产物。
[0010]实施例3
一种2，3-环氧丙基三甲基氯化铵开环聚合的方法，包括以下步骤:
步骤一:取2，3-环氧丙基三甲基氯化铵Sg，用25mL乙酸乙酯溶解，备用； 步骤二:向步骤一所得溶液中加入1.5mL起始剂甲醇，于75°C、100KPa、氮气保护下搅拌、回流30min后，加入0.1% 2，3-环氧丙基三甲基氯化铵重量的引发剂SnCl2，反应10h，至有淡黄色透明均相溶液出现时，滴加盐酸调节PH至中性，得反应液备用；
步骤三:取步骤二所得反应液真空减压蒸馏至不再有馏出物，取所得产品干燥，即得目标产物。
[0011](I)相对黏度的测定
取蒸馏水30mL加入到乌贝路德黏度计中，在25°C恒温一段时间，然后测定蒸馏水从a刻度线流动到b刻度线的流过时间
[0012]准确称取2.0g所制得的样品，倒入50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，置于25°C恒温水中，恒温一段时间后测定溶液从a刻度线流动到b刻度线的流过时间t ；
样品的相对黏度按照下式计算:相对黏度L= t /t0O
[0013](2)环氧值的测定
取所制得的样品2.0g,置于50mL容量瓶中，加入4mLl.0mol.L—1氢氧化钠水溶液，用蒸馏水稀释定容，静置lh，取上述容量瓶中的溶液4mL，加入8mL水，用0.5 mol.L—1盐酸标准溶液滴定到百里酚酞褪色为止，消耗盐酸标准溶液体积为b ml ;另取上述容量瓶中的溶液4 ml,加入饱和亚硫酸钠水溶液8 ml,混匀后置于室温反应半小时,然后用0.5 mol.L-1盐酸标准溶液滴定到百里酚酞褪色为止，消耗盐酸标准溶液体积为a ml。按下式计算环氧值:
E=[(a-b) XMXN/1000]