专利名称：含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种凝胶，特别是涉及一种含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶及其制备方法。
背景技术：
凝胶是由化学或物理作用力形成的亲水性三维网络聚合物，含强亲水性基团，能在水中溶胀却不溶于水，具有高吸水性以及很强的保水性。近10年来，凝胶已逐步发展成为一种广泛应用于医学、药学、农业、生物工程和石油开采等领域的高新材料。特别是聚丙烯酰胺(PAM)凝胶在油田堵水中的应用已得到广泛的认可。这是由于PAM大分子链上含有比较活泼的侧基(酰胺基)，使它不仅可以进行许多种化学反应(水解、羟甲基化、硫化、交联等)，而且可与许多能形成氢键的物质有很好的亲和性，因此PAM凝胶广泛用于油井堵水，但是由于它主要靠氢键吸附在地层表面上，还存在着吸附强度弱，耐水冲刷力差、耐温差、有效期短等缺点，使得PAM凝胶的化学调剖堵水方法的应用受到限制。出于这种原因，需要开发强度、耐温性与缓膨性更好的改性的聚丙烯酰胺凝胶来替代PAM凝胶。
发明内容
本发明的目的是提供一种含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶及其制备方法，以满足现有技术的上述需求。
一种含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶，其特征是结构式为
式中R1为F、Cl、Br、OH、SH、OCH3、OCH2CH3或SCH3，R2为F、Cl、Br、OH、SH、OCH3、OCH2CH3或SCH3，X为H或CH3。
上述含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶的制备方法，其特征是使含辣素衍生结构单体的乙醇溶液与丙烯酰胺的水溶液，在K2S2O8的引发下发生聚合反应，生成凝胶；所述的反应物含辣素衍生结构单体与丙烯酰胺的摩尔比为1∶13.5～100，所述反应的温度为10～120℃，反应时间为0.5～7小时。
本发明的凝胶在聚合物侧链上带有刚性的苯环结构且具有较大的网孔结构，从而使其具良好的耐热性，较高的溶胀度，吸水速率也较快，具有较好的保水性能。
具体实施例方式
将N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)-丙烯酰胺(HMBA)与丙烯酰胺按摩尔比为1∶13.5的比例分别配成乙醇溶液和水溶液，将HMBA的乙醇溶液加入到装有搅拌装置、温度计、冷凝管的四口圆底烧瓶中，升温至70℃，待HMBA完全溶解后，分别用两个滴液漏斗同时向烧瓶中滴加丙烯酰胺的水溶液和含0.1～0.2g K2S2O8引发剂的水溶液，滴毕保持此温度继续反应1小时，即可得到透明的含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶。所得产物的红外光谱证明了该凝胶聚合物分子中同时存在着HMBA的结构单元和酰胺的结构单元。
将本实施例中的N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)-丙烯酰胺替换为N-(4-羟基-3-氯-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-溴-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-氟-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-甲硫基-苄基)-丙烯酰胺、N-(3，4-二甲氧基苯基)-丙烯酰胺、N-(3，4-二乙氧基苯基)-丙烯酰胺、N-(3，4-二羟苯基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-氯-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-溴-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-氟-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-甲硫基-苄基)-丙烯酰胺或N-(4-巯基-3-乙硫基-苄基)-丙烯酰胺，按上述实验方法同样可以得到含不同苯环结构的聚丙烯酰胺凝胶。将本实施例中的丙烯酰胺替换为甲基丙烯酰胺，按照上述实验方法同样可以得到含苯环结构的聚丙烯酰胺凝胶。
本发明中所述的反应物含辣素衍生结构单体与丙烯酰胺的摩尔比为1∶13.5～100，所述反应的温度为10～120℃，反应时间为0.5～7小时，得到的凝胶性能和效果类似。
上述制备的聚丙烯酰胺凝胶可以用于油田的堵水调剖和农业的保水剂。
权利要求
1.一种含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶，其特征是结构式为 式中R1为F、Cl、Br、OH、SH、OCH3、OCH2CH3或SCH3；R2为F、Cl、Br、OH、SH、OCH3、OCH2CH3或SCH3；X为H或CH3。
2.权利要求1所述的含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶的制备方法，其特征是使含辣素衍生结构单体的乙醇溶液与丙烯酰胺的水溶液，在K2S2O8的引发下发生聚合反应，生成凝胶；所述的反应物含辣素衍生结构单体与丙烯酰胺的摩尔比为1∶13.5～100，所述反应的温度为10～120℃，反应时间为0.5～7小时。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是所述的含辣素衍生结构单体为N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-氯-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-溴-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-氟-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-羟基-3-甲硫基-苄基)-丙烯酰胺、N-(3，4-二甲氧基苯基)-丙烯酰胺、N-(3，4-二乙氧基苯基)-丙烯酰胺、N-(3，4-二羟苯基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-氯-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-溴-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-氟-苄基)-丙烯酰胺、N-(4-巯基-3-甲硫基-苄基)-丙烯酰胺或N-(4-巯基-3-乙硫基-苄基)-丙烯酰胺。
全文摘要
一种含辣素官能团的聚丙烯酰胺凝胶及其制备方法，制备时，使含辣素衍生结构单体的乙醇溶液与丙烯酰胺的水溶液，在K
文档编号C08F220/56GK1962704SQ200610070618
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月30日
发明者于良民, 李霞, 李昌诚, 董磊, 姜晓辉, 徐焕志 申请人:中国海洋大学