一种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物及其制备方法
【专利摘要】一种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物及其制备方法，利用酰胺化反应、氯甲基化反应、开环反应及季铵化反应，首先制备了两种不同的阳离子化合物，再通过水溶液聚合法得到阳离子型有机高分子聚合物，其分子内除了含有阳离子外还含有酰胺基、酯基、碳氧键、大π键以及水溶性基团羟基；其聚合物的阳离子度和水溶性较一般的阳离子化合物大大提高。由于现代化工业的发展和生活水平的提高导致污(废)水中的有机质含量大大提高，而有机质微粒表面通常带负电荷，阳离子型的高分子絮凝剂可以与水中的微粒起电性中和及吸附架桥作用，使水中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水。
【专利说明】
一种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明属于精细化工领域，涉及一种废水处理化学品，具体涉及一种聚合双丙烯 酰胺基阳离子化合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在现代化工业高度集中的情况下，水资源匮乏已成为我国面临的一大难题。尤其 是近年来随着国内经济的迅速发展，用水量急剧上升，工业废水和城市生活污水排放量越 来越多，水环境污染日益严重，已超过水体自净能力，使得水环境越来越恶劣，不仅危害到 了工业产品质量也严重影响到了人体健康。污水排放到江河中会造成水体恶化，危害水体 底栖生物的繁殖及渔业生产;排放到农田中会阻塞土壤孔隙，影响农作物的生长。人和动物 长时间饮用受到污染的水体，体内会累积大量毒素，甚至会导致死亡。水是不可再生资源， 因此，人类当今面临的最严峻的挑战之一就是保护和恢复已经严重污染的水体。
[0003] 废(污)水处理技术对于节约水资源、减少水污染具有重要意义。絮凝沉降法是目 前国内外普遍使用的一种既经济又简单的水处理方法;随着工业水处理及环境保护要求不 断提高，我国的水处理剂的品种也不断丰富，性能不断提高。阳离子絮凝剂在污(废)水处理 中起至关重要的作用，目前阳离子絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头;美、日、英、法 等国在废水处理领域中很多使用了阳离子丙烯酰胺类絮凝剂，但是其分子量都相对较大， 对设备和反应的要求都较高，所以发明一种高效，易制备的新型阳离子类絮凝剂，不仅能够 丰富我国阳离子产品种类，而且能够填补国内这一领域的空白。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物及其制备方法，具有 合成时间短、产率高，用量少，絮凝快，不易受pH值的影响及抗盐性好等优点。
[0005] 为了实现上述目的，本发明是通过下述技术方案来实现：
[0006] -种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物，该化合物结构如下：
[0008] 其中，mi、m2均为300~500之间的整数。
[0009] -种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0010] 1)向反应容器内加入二乙烯三胺的丙酮溶液，并加入缚酸剂，在-15 °C~15 °C下边 搅拌边滴加丙烯酰氯的丙酮溶液，滴加完毕后在〇°C~30°C下反应0.5h~2h，得到双丙烯酰 胺基二乙胺；其中二乙烯三胺与丙烯酰氯的物质的量比为1.5: (2~4)，二乙烯三胺与缚酸 剂的物质的量比为1: (0.5~1.5);
[0011] 2)向反应器中加入N-(3-氯-2-轻丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵的水溶液，并调节pH 值为3~5,然后加入步骤1)制备的双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液，升高温度至80°C~110 °C，反应2~5h后，调节pH值为8~12，然后加入引发剂、链转移剂和螯合剂，持续通犯驱除反 应器中的氧气，引发聚合反应3~4h后，冷却至室温，得到共聚物，将该共聚物洗涤、蒸馏，得 到聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物;其中，双丙烯酰胺基二乙胺与N-(3-氯-2-羟丙基)-N， N，N-三甲基氯化铵的物质的量比为(3~1):1;引发剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N， N-三甲基氯化铵质量的0.1 %~1.0 %，链转移剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三 甲基氯化铵质量的0.1 %~2 %，螯合剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化 铵质量的0.1 %~0.2%。
[0012] 所述步骤1)中缚酸剂为碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。
[0013] 所述步骤1)中二乙烯三胺的丙酮溶液的质量分数为60%~80%，丙烯酰氯的丙酮 溶液的质量分数为30%~60%。
[0014] 所述步骤1)中滴加的时间为10~30min。
[0015]所述步骤2)中N-(3-氯-2-轻丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵的水溶液的质量分数为 40%~70%。
[0016]所述步骤2)中pH值为3~5是采用质量分数为10%~20%的盐酸溶液进行调节的； 所述步骤2)中pH值为8~12是采用质量分数30 %~60 %的碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液、氢 氧化钾溶液或碳酸钠溶液进行调节的。
[0017] 所述步骤2)中引发剂为溴酸钾、亚硫酸钾、过硫酸钾或过硫酸钠。
[0018] 所述步骤2)中链转移剂为异丙醇、甲酸钠或对苯二酚。
[0019] 所述步骤2)中螯合剂为乙二胺四乙酸、乙酰丙酮或焦磷酸钠。
[0020] 与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明利用酰胺化反应、氯甲基化反 应、开环反应及季铵化反应，首先制备了两种不同的阳离子化合物，再通过水溶液聚合法得 到阳离子型有机高分子聚合物，其分子内除了含有阳离子外还含有酰胺基、酯基、碳氧键、 大键以及水溶性基团羟基;其聚合物的阳离子度和水溶性较一般的阳离子化合物大大提 高。由于现代化工业的发展和生活水平的提高导致污(废)水中的有机质含量大大提高，而 有机质微粒表面通常带负电荷，阳离子型的高分子絮凝剂可以与水中的微粒起电性中和及 吸附架桥作用，使水中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水。
[0021] 该产品为透明粘稠液体，固含量为50%~70% ;絮凝性能评价表明：油田废水经自 制的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物絮凝剂处理后，透光率达89.4%，C0D去除率85.4%， 浊度去除率为88.96%，絮凝效果达到业内标准。由此可见本发明制备聚合双丙烯酰胺基阳 离子化合物絮凝剂具有很好的絮凝性能，并且本发明合成的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合 物的脱水性能明显优于进口 PAM。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明的合成路线图。
[0023] 图2为双丙烯酰胺基阴离子化合物的红外光谱图。
【具体实施方式】
[0024] 本发明的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的分子结构式如下：
[0026] 上式中，imi均为300~500之间的整数；
[0027] 本发明合成方法中所加的链转移剂类型和量决定了聚合物的分子量的大小，即 nu、m2的大小，并通过凝胶渗透色谱测出不同条件下合成的共聚物的相对分子质量。
[0028] 参见图1，本发明聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物及其制备方法包括酰氯胺解反 应、环醚开环反应及聚合反应，具体步骤如下：
[0029] 1)在装有电动搅拌器，冷凝回流管和恒压漏斗的500mL的三口瓶中，加入二乙烯三 胺和溶剂丙酮，并加入缚酸剂，在_15°C~15°C下边搅拌边缓慢滴加丙烯酰氯的丙酮溶液， 滴加时间为10~30min，滴加完毕后在0°C~30°C下反应0.5h~2h，然后蒸馏除去溶剂、乙醚 萃取、水洗并干燥得到中间体产物双丙烯酰胺基二乙胺;其中，二乙烯三胺与丙烯酰氯的物 质的量比为1.5: (2~4)，二乙烯三胺与缚酸剂的物质的量比为1: (0.5~1.5)，二乙烯三胺 的丙酮溶液的质量分数为60%~80%，丙烯酰氯的丙酮溶液的质量分数为30%~60%。
[0030] 2)在配备有冷凝回流装置的反应器中加入N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯 化铵的水溶液，并加入盐酸溶液调节pH值为3~5,然后加入步骤1)制备的产物双丙烯酰胺 基二乙胺的DMF溶液，升高温度至80°C~110°C，反应2~5h后，加入碱液调节pH值为8~12， 然后加入引发剂、链转移剂、螯合剂，持续通犯驱除反应器中的氧气，80°C~110°C下引发聚 合反应3~4h后，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂得到共聚物，将该共聚物用冷乙醇洗涤、抽 滤并蒸馏滤液，得到阳离子型有机高分子化合物，即聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物，该产 品为透明粘稠液体，固含量为50%~70%;其中，双丙烯酰胺基二乙胺与N-(3-氯-2-羟丙 基)-N，N，N-三甲基氯化铵的物质的量比为(3~l):l，N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯 化铵的水溶液的质量分数为40%~70%，碱液的质量分数为30%~60%，双丙烯酰胺基二 乙胺的DMF溶液的质量分数为20%~60%，引发剂为溴酸钾、亚硫酸钾、过硫酸钾或过硫酸 钠，并且引发剂的加入量为.（3-氯-2-羟丙基）-^.三甲基氯化铵质量的0.1%~ 1.0 % ;链转移剂为异丙醇、甲酸钠或对苯二酚，并且链转移剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙 基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.1%~2%，螯合剂为乙二胺四乙酸、乙酰丙酮或焦磷酸 钠，并且螯合剂的加入量为.（3-氯-2-羟丙基）-^.三甲基氯化铵质量的0.1%~ 0.2%〇
[0031 ]下面通过具体实施例进一步说明本发明实施方式 [0032] 实施例1
[0033]聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0034] 1)在装有电动搅拌器、冷凝回流管和恒压漏斗的500mL的三口瓶中，加入二乙烯三 胺的丙酮溶液(质量分数为60%)，并加入碳酸氢钠，在_15°C条件下边搅拌边缓慢滴加丙烯 酰氯的丙酮溶液(质量分数为30%)，滴加时间为15min，滴加完毕后在0°C下反应lh，然后蒸 馏除去溶剂、乙醚萃取、水洗并干燥得到中间体产物双丙烯酰胺基二乙胺；其中，二乙烯三 胺与丙烯酰氯的物质的量比为1.5:2,二乙烯三胺与缚酸剂的物质的量比为1:1.5;
[0035] 2)在配备有冷凝回流装置的反应器中加入N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯 化铵的水溶液(质量分数为40%)，用质量分数10%的盐酸溶液调节pH值为3,然后加入步骤 1)制备的双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液(质量分数为20%)，将体系温度升高至85°C，反应 3h后，加入质量分数40%的碳酸钠溶液调节pH值为9,并加入溴酸钾、异丙醇和乙二胺四乙 酸，持续通犯驱除反应器中的氧气，在85°C下引发聚合反应3h后，冷却至室温，减压蒸馏除 去溶剂得到共聚物，将透明共聚物用冷乙醇洗涤、抽滤并蒸馏滤液，得到聚合双丙烯酰胺基 阳离子化合物;该产品为透明粘稠液体，固含量为50 % ;其中，N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵与双丙烯酰胺基二乙胺的物质的量比为1.5:1，溴酸钾的加入量为1(3-氯_ 2_羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.1%，异丙醇的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N， N，N-三甲基氯化铵质量的0.3%，乙二胺四乙酸的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三 甲基氯化铵质量的0.1%。
[0036] 实施例2
[0037] 聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0038] 1)在装有电动搅拌器、冷凝回流管和恒压漏斗的500mL的三口瓶中，加入二乙烯三 胺的丙酮溶液(质量分数为65%)，并加入氢氧化钠，在-5 °C条件下边搅拌边缓慢滴加丙烯 酰氯的丙酮溶液(质量分数为55 % )，滴加时间为lOmin，滴加完毕后在10°C下反应0.5h，然 后蒸馏除去溶剂、乙醚萃取、水洗并干燥得到中间体产物双丙烯酰胺基二乙胺;其中，二乙 烯三胺与丙烯酰氯的物质的量比为1:1.5,二乙烯三胺与缚酸剂的物质的量比为1:1.2。 [0039] 2)在配备有冷凝回流装置的反应器中加入N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯 化铵的水溶液(质量分数为50 % )，用质量分数15 %的盐酸溶液调节pH值为3.5，然后加入步 骤1)制备的双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液(质量分数为30 % )，将体系温度升高至90°C，反 应3.5h后，加入质量分数为55 %的碳酸氢钠溶液调节pH值为8，并加入溴酸钾、异丙醇和乙 二胺四乙酸，持续通犯驱除反应器中的氧气，在90°C下引发聚合反应4h后，冷却至室温减压 蒸馏除去溶剂得到共聚物，将透明共聚物用冷乙醇洗涤、抽滤并蒸馏滤液，得到聚合双丙烯 酰胺基阳离子化合物;该产品为透明粘稠液体，固含量为60%;其中，N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵与双丙烯酰胺基二乙胺的物质的量比为2:1，溴酸钾的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.2%，异丙醇的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.5%，乙二胺四乙酸的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.1%。
[0040] 实施例3
[0041] 聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0042] 1)在装有电动搅拌器、冷凝回流管和恒压漏斗的500mL的三口瓶中，加入二乙烯三 胺的丙酮溶液(质量分数为70%)，并加入氢氧化钾，在-10°C条件下边搅拌边缓慢滴加丙烯 酰氯的丙酮溶液（质量分数为50 % )，滴加时间为20min，滴加完毕后在15°C下反应0.8h，然 后蒸馏除去溶剂、乙醚萃取、水洗并干燥得到中间体产物双丙烯酰胺基二乙胺;其中，二乙 烯三胺与丙烯酰氯的物质的量比为1:2,二乙烯三胺与缚酸剂的物质的量比为1: 1。
[0043] 2)在配备有冷凝回流装置的反应器中加入N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯 化铵水溶液(质量分数为55%)，用质量分数20%的盐酸溶液调节pH值为4,然后加入步骤1) 制备的产物双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液(质量分数为60% )，将体系温度升高至100°C， 反应4h后，加入质量分数为50%的氢氧化钠溶液调节pH值为10,并加入亚硫酸钾、异丙醇和 乙酰丙酮，持续通犯驱除反应器中的氧气，在100 °C下引发聚合反应4h后，冷却至室温，减压 蒸馏除去溶剂得到共聚物，将透明共聚物用冷乙醇洗涤、抽滤并蒸馏滤液，得到聚合双丙烯 酰胺基阳离子化合物;该产品为透明粘稠液体，固含量为50%;其中，N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵与双丙烯酰胺基二乙胺的物质的量比为3:1，亚硫酸钾的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.4%，异丙醇的加入量为N-(3-氯-2-羟丙 基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.7%，乙酰丙酮的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.2%。
[0044] 实施例4
[0045] 聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0046] 1)在装有电动搅拌器、冷凝回流管和恒压漏斗的500mL的三口瓶中，加入二乙烯三 胺的丙酮溶液(质量分数为75%)，并加入碳酸钠，在5°C条件下边搅拌边缓慢滴加丙烯酰氯 的丙酮溶液(质量分数为40%)，滴加时间为25min，滴加完毕后在20°C下反应1.5h，然后蒸 馏除去溶剂、乙醚萃取、水洗并干燥得到中间体产物双丙烯酰胺基二乙胺；其中，二乙烯三 胺与丙烯酰氯的物质的量比为1:1.3,二乙烯三胺与缚酸剂的物质的量比为1:0.8。
[0047] 2)在配备有冷凝回流装置的反应器中加入N-(3_氯-2-羟丙基)-N，N，N_三甲基氯 化铵水溶液(质量分数为60 % )，用质量分数15%的盐酸溶液调节pH值为5，然后加入步骤1) 制备的双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液（质量分数为40% )，将体系温度升高至110°C，反应 2h后，加入质量分数为50%的碳酸钠溶液调节pH值为11，并加入过硫酸钾、异丙醇和焦磷酸 钠，持续通犯驱除反应器中的氧气，引发聚合反应3h后，冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂得 到共聚物，将透明共聚物用冷乙醇洗涤、抽滤并蒸馏滤液，得到聚合双丙烯酰胺基阳离子化 合物;该广品为透明粘稠液体，固含量为50% ;其中，N-(3-氯_2_轻丙基)-N，N，N_二甲基氯 化铵与双丙稀酰胺基二乙胺的物质的量比为1.5:1，过硫酸钾的加入量为N_( 3-氯-2-轻丙 基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的1.0%，异丙醇的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三 甲基氯化铵质量的0.9%，焦磷酸钠的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵 质量的0.2%。
[0048] 实施例5
[0049] 聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0050] 1)在装有电动搅拌器，冷凝回流管和恒压漏斗的500mL的三口瓶中，加入二乙烯三 胺的丙酮溶液(质量分数为80%)，并加入碳酸钠，在15°C条件下边搅拌边缓慢滴加丙烯酰 氯的丙酮溶液(质量分数为60%)，滴加时间为30min，滴加完毕后在30°C下反应2h，然后蒸 馏除去溶剂、乙醚萃取、水洗并干燥得到中间体产物双丙烯酰胺基二乙胺；其中，二乙烯三 胺与丙烯酰氯的物质的量比为1:2.5,二乙烯三胺与缚酸剂的物质的量比为1:0.5。
[0051] 2)在配备有冷凝回流装置的反应器中加入N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯 化铵的水溶液(质量分数为70% )，用质量分数20%的盐酸溶液调节pH值为4,然后加入步骤 1)制备的双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液(质量分数为50%)，将体系温度升高至80°C，反应 5h后，加入质量分数为40 %的氢氧化钾溶液调节pH值为12，并加入过硫酸钠、对苯二酚和乙 二胺四乙酸，持续通仏驱除反应器中的氧气，引发聚合反应3.5h后，冷却至室温，减压蒸馏 除去溶剂得到共聚物，将透明共聚物用冷乙醇洗涤、抽滤并蒸馏滤液，得到聚合双丙烯酰胺 基阳离子化合物;该产品为透明粘稠液体，固含量为50%;其中，N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N， N-三甲基氯化铵与双丙烯酰胺基二乙胺的物质的量比为1.5:1，过硫酸钠的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.8%，甲酸钠的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的1.2%，乙二胺四乙酸的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质量的0.2%。
[0052]本发明解决了分子设计的问题，使丙烯酰胺改性后的阳离子化合物具有正电性 强、含杂原子率高、电荷密度高、水溶性好，不易受pH值等因素影响的特点;在室温下聚合物 的水溶液在pH = 0.5-14范围内稳定。采用自由基聚合反应合成了聚合双丙烯酰胺基阳离子 化合物的均聚物;在油田污水，印染废水及制浆造纸废水等处理中有良好的絮凝，经大量的 实验证明此类絮凝剂有较宽的温度和酸碱度适应范围，值得在实验室工作及工业化过程中 推广。
[0053]絮凝性能评价:将实施例1合成的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物絮凝剂在室温 下，用量为190mg/L的条件下，对油田废水进行絮凝实验，结果见下表1:
[0054]表1絮凝实验数据 检测项目 透光率，％ COD/ (mg-I./1) 浊度（NTU)
[0055] 处理前 24.6 344 5 164.0 处理后 89.4 50,3 18.1
[0056]由上表1可知，油田废水经自制的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物絮凝剂处理后， 透光率达89.4%，C0D去除率85.4%，浊度去除率为88.96%，絮凝效果达到业内标准。由此 可见本发明制备聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物絮凝剂具有很好的絮凝性能。
[0057]污泥脱水中的应用：将实施例1合成的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物处理污水 处理厂污泥并与进口聚丙烯酰胺进行比较，结果见下表2:
[0058]表2污泥脱水效果比较
[0060] 由上表2可知，本发明合成的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的脱水性能明显优 于进口 PAM。
[0061] 本发明中用双丙烯酰胺基阳离子化合物单体在进行水溶液聚合反应时，在引发剂 的作用下产生自由基，在80~110°C范围内，图1中的M立置的C(碳)与Y位置的C(碳)和M立 置的C(碳)都有结合的趋势，同理Y位置的C与M立置的C和a位置的C也有结合的趋势，所以 双丙烯酰胺基阳离子化合物单体通过自由基聚合反应得到的聚合物化学结构式有两种:十 一元环结构和十二元环结构，如图1所示。
[0062] 对本发明实施例1所制备的双丙烯酰胺基阳离子化合物单体进行了结构表征，图2 为双丙烯酰胺基阳离子化合物的红外吸收光谱，从图2中可以看出1620OIT1处的吸收峰为-C =C-的伸缩振动吸收峰，1670CHT 1处的吸收峰为碳基的伸缩振动红外吸收峰，3340~ 3260cnf1处的吸收峰为N-H键在的浓溶液中的红外吸收峰，羟基:3580cnf 1处的吸收峰为-OH 的伸缩振动吸收峰，2890~2855cnf1处的吸收峰为-CH 2-的伸缩振动吸收峰，2930cnf1处的吸 收峰为不饱和碳氢键的红外吸收峰，1480CHT 1处的吸收峰为阳离子基团的红外吸收峰；由此 确认了产物结构。
[0063] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做出的进一步详细说明，不能认 定是唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采 取的任何等效的变换，均应当视为本发明的权利要求书所涵盖。
【主权项】
1. 一种聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物，其特征在于，该化合物结构如下：其中，Im、!^均为300~500之间的整数。2. -种如权利要求1所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： 1) 向反应容器内加入二乙烯三胺的丙酮溶液，并加入缚酸剂，在-15°C~15°C下边搅拌 边滴加丙烯酰氯的丙酮溶液，滴加完毕后在〇 °C~30 °C下反应0.5h~2h，得到双丙烯酰胺基 二乙胺;其中二乙烯三胺与丙烯酰氯的物质的量比为1.5: (2~4)，二乙烯三胺与缚酸剂的 物质的量比为1:(0.5~1.5); 2) 向反应器中加入N- (3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵的水溶液，并调节pH值为 3~5，然后加入步骤1)制备的双丙烯酰胺基二乙胺的DMF溶液，升高温度至80°C~110°C，反 应2~5h后，调节pH值为8~12,然后加入引发剂、链转移剂和螯合剂，持续通犯驱除反应器 中的氧气，引发聚合反应3~4h后，冷却至室温，得到共聚物，将该共聚物洗涤、蒸馏，得到聚 合双丙烯酰胺基阳离子化合物;其中，双丙烯酰胺基二乙胺与N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵的物质的量比为(3~1):1;引发剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三 甲基氯化铵质量的0.1 %~1.0%，链转移剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基 氯化铵质量的0.1%~2%，螯合剂的加入量为N-(3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵质 量的0.1 %~0.2%。3. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤1)中缚酸剂为碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠。4. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤1)中二乙烯三胺的丙酮溶液的质量分数为60%~80%，丙烯酰氯的丙酮溶液的质量 分数为30 %~60 %。5. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤1)中滴加的时间为10~30min。6. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤2)中N-( 3-氯-2-羟丙基)-N，N，N-三甲基氯化铵的水溶液的质量分数为40 %~70 %。7. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤2)中pH值为3~5是采用质量分数为10 %~20 %的盐酸溶液进行调节的;所述步骤2) 中pH值为8~12是采用质量分数30%~60%的碳酸氢钠溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液 或碳酸钠溶液进行调节的。8. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤2)中引发剂为溴酸钾、亚硫酸钾、过硫酸钾或过硫酸钠。9. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于，所 述步骤2)中链转移剂为异丙醇、甲酸钠或对苯二酚。10. 根据权利要求2所述的聚合双丙烯酰胺基阳离子化合物的制备方法，其特征在于， 所述步骤2)中螯合剂为乙二胺四乙酸、乙酰丙酮或焦磷酸钠。
【文档编号】C02F1/56GK105820278SQ201610261417
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年4月25日
【发明人】郭睿, 甄建斌, 王超, 李晓芳, 程敏, 刘爱玉, 杨江月, 李欢乐
【申请人】陕西科技大学