一种含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及了一种含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物及其制备方法。将两性单体甲基丙烯酰氧乙基-N,N-二甲基丙磺酸盐(DMAPS)、疏水单体甲基苯乙烯(α-MSt)与丙烯酰胺(AM)在十二烷基硫酸钠(SDS)乳液中共聚，过硫酸钾(KPS)为引发剂。通过本发明的方法制备得到的水溶性疏水缔合聚合物，由于引入了包含空间位阻较大的苯环结构，具有优异的疏水缔合性能、表面活性和耐温抗盐抗剪切性能，可以作为高分子表面活性剂使用，同时在油气开采、涂料、医药等领域具有广泛的应用潜力。
【专利说明】一种含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物及其制备方 法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种含苯环改性的丙烯酰胺水溶性聚合物及其制备方法，属于水溶性 高分子合成【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯酰胺（PAM)是一种水溶性聚合物，在油田上的应用十分广泛。但聚丙烯酰 胺及部分水解聚丙烯酰胺（HPAM)水溶液在应用时也存在一些缺陷，如机械剪切稳定性差， 长时间放置或较高温度下放置易降解；部分水解的聚丙烯酰胺所带羧基可与二价离子反应 等。因此合成耐温耐盐共聚物是目前聚丙烯酰胺类聚合物的主要发展趋势。其中疏水缔合 聚合物（HAWP)在水溶液中能够通过疏水缔合作用形成立体可逆网络结构，这种结构受时 间影响小，抵抗温度破坏的能力强，高剪切速率下的机械降解具有可逆性。在盐溶液中，小 分子电解质的加入使疏水缔合作用增强，溶液粘度增加，表现出明显的抗盐性能。
[0003] 中国专利文献CN102675533A公开了一种疏水缔合聚丙烯酰胺的超声辅助制备方 法，首先将有机硅单体、阴离子单体、丙烯酰胺和水混合均匀，通氮气驱氧后，加入引发剂， 在超声辅助下进行聚合即可得到阴离子有机硅改性聚丙烯酰胺。由于超声波高效的分散作 用，无需添加乳化剂或表面活性单体就能够使得疏水单体良好地分散在水溶液中，与亲水 单体进行共聚。但上述方法未涉及用苯环对聚丙烯酰胺进行改性来提高其耐温耐盐性能。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物 及其制备方法。
[0005] 术语解释：
[0006] 单体摩尔总数：反应体系中加入两性单体甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸 盐（DMAPS)、疏水单体甲基苯乙烯（α-MSt)与丙烯酰胺的摩尔数总和。
[0007] 摩尔投料比：一种单体的投料摩尔数与单体摩尔总数的比值。
[0008] 本发明两性单体甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸盐（DMAPS)的结构式如式 (I)所示：
[0009]
【权利要求】
1. 一种含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物，结构式如式（III)所示：
式（III)中，m/(m+n+a) = 91-95%，n/(m+n+a) = 4-8%，a/(m+n+a) = 0· 1-1. 5% ;表 观重均分子量 Mw,app = (0. 7-1. 5) X 106g · mol'
2. -种权利要求1所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法，步骤 如下： (1) 称取丙烯酰胺和两性单体甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸盐溶于水中，室 温下搅拌至完全溶解； 丙烯酰胺的摩尔投料比为91-95%，甲基丙烯酰氧乙基-N，N-二甲基丙磺酸盐的摩尔 投料比为4-8% ; (2) 向步骤（1)得到的体系中加入疏水单体甲基苯乙烯和乳化剂十二烷基硫酸钠，室 温下通入氮气并充分搅拌； 疏水单体甲基苯乙烯的摩尔投料比为〇. 1-1. 5% ;相对于聚合体系体积，十二烷基硫酸 钠加量为 〇. 1-0. 5mol. I71 ; (3) 向步骤（2)得到的体系中加入引发剂过硫酸钾，搅拌均匀后放置到20-28°C的恒温 水浴中，通氮气除氧0. 3-1小时；相对于聚合体系体积，过硫酸钾的加入量为l-7mmol. Γ1 ; (4) 步骤（3)得到的体系在40-70°C下反应5-12小时，得到乳白色均一粘液，将所得粘 液加入无水丙酮中沉淀，得到的固体经真空干燥，粉碎，得含苯环改性的丙烯酰胺水溶性聚 合物粉末。
3. 根据权利要求2所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法，其特 征在于，步骤（2)得到的溶剂聚合体系中，所有单体的总浓度为l-2mol.L'
4. 根据权利要求2所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法， 其特征在于，步骤（1)中所述的丙烯酰胺的摩尔投料比为93-94.9%，甲基丙烯酰氧乙 基-N，N-二甲基丙磺酸盐的摩尔投料比为4. 5-7%。
5. 根据权利要求2所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法，其特 征在于，步骤（2)中所述的甲基苯乙烯的摩尔投料比为0. 3-1. 2%。
6. 根据权利要求2所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法， 其特征在于，步骤（2)中，相对于聚合体系体积，所述的乳化剂十二烷基硫酸钠加量为 0. 1-0. 2mol. L ^
7. 根据权利要求2所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法，其特 征在于，步骤（3)中，相对于聚合体系体积，所述的引发剂过硫酸钾的加量为3-5mmol.L'
8. 根据权利要求2所述的含苯环改性的丙烯酰胺水溶性两性聚合物的制备方法，其特 征在于，步骤（4)中，聚合温度为60-70°C，聚合反应时间为6-8h。
【文档编号】C08F212/12GK104086702SQ201410356306
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】谭业邦, 王晓藜, 王鑫 申请人:山东大学