一種丙烯醯胺類疏水締合水溶性聚合物及其製備方法

2023-09-11 18:19:25 1

專利名稱：：一種丙烯醯胺類疏水締合水溶性聚合物及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種疏水締合水溶性聚合物的合成及其水溶液性能的考察。
背景技術：
：疏水締合水溶性聚合物(HAWSP)是指在常規的水溶性聚合物主鏈上引入極少量(摩爾分數小於2%)的疏水基團所形成的一類新型聚合物。這類聚合物由於疏水效應而使其溶液性質表現出與常規聚合物有明顯不同的特性。在水溶液中，當聚合物濃度高於臨界締合濃度時，疏水基互相聚集形成一種以可逆的分子間締合為主的結構，宏觀上表現為溶液粘度明顯上升，即這種聚合物具有很好的增粘作用。目前，這種聚合物在塗料、油漆、選礦等領域發揮了較大的作用。在三次採油中具有更加廣闊的應用前景，疏水基的加入可大幅度地改變聚合物的流變性能，使其在流度控制、提高波及效率以及在調剖中起到非常重要的作用。目前，基於分子設計的思想，在聚丙烯醯胺類聚合物主鏈上引入一定量的具有一定鏈段長度的疏水基團製備疏水締合水溶性聚合物是發展這類聚合物較為切實可行的方法，也是近幾年的研究熱點。共聚物聚(丙烯醯胺_馬來酸酐)P(AM-MAh)作為一種水溶性非常良好的聚丙烯醯胺類聚合物，已經在很多領域得到了廣泛的應用，很明顯地，在該聚合物中引入疏水性基團就可以製備出一種疏水締合水溶性聚合物，因此，我們選取了十六烷基醇C16H330H與P(AM-MAh)中的MAh發生酯化反應來合成一種新型的疏水締合水溶性聚合物。目前，尚未見任何相關的研究報導。
發明內容要解決的技術問題為了避免現有技術的不足之處，同時也為了製備出一種新型的疏水締合水溶性聚合物，本發明提出了一種聚合物的製備方法，合成得到了一種新型的疏水締合水溶性聚合物。技術方案本發明以一種共聚物聚(丙烯醯胺-馬來酸酐)P(AM-MAh)先後與十六烷基醇C16H330H和CH30H發生兩步酯化反應，合成疏水締合水溶性聚合物P(AM-MAh)_C16。其目的在於得到一種易溶於水且可以大幅度提高水溶液粘度的疏水締合水溶性聚合物。本發明所述的一種製備疏水締合水溶性聚合物P(AM-MAh)_C16的方法，其技術特徵在於合成配方P(AM-馳)45.0gC化H330H(第一步酯化)1.01.5gCH30H(第二步酯化)250ml(即作反應物又作溶劑)工藝條件引發劑溶劑溫度環境反應時間PTSA(第一步酯化)匿S(第二步酯化)丁酮(第一步酯化)CH30H(第二步酯化)80°C(第一步酯化)60°C(第二步酯化)氮氣保護約50h2.Ogl.Og200ml250ml-種製備疏水締合水溶性聚合物P(AM-MAh)-Cw的方法，其特徵在於具體步驟如下a)稱取45.Og的P(AM-馳)和1.01.5g的C16H33OH，加入200ml的丁酮溶解，然後加入2.Og對甲苯磺酸(PTSA)，混合後置於三口反應瓶中；b)氮氣保護下，在8(TC下恆溫攪拌反應25h;c)採用減壓蒸餾的方法將溶劑丁酮全部蒸餾出來，加入200倍過量的甲醇和l.Og硫酸二甲酯(DMS)，氮氣保護下，6(TC恆溫攪拌25h;d)脫去甲醇即得粗產物，然後以丁酮為溶劑、甲苯為沉澱劑重沉澱，反覆溶解、沉澱4次，即可得到白色橡膠狀聚合物；e)最後將所得產物分別用石油醚反覆衝洗4次，真空乾燥3天，得到純淨的聚合物。本發明所述的聚合物P(AM-MAh)-Cw溶解在水中，製備其水溶液，其技術特徵在於配方工藝條件P(AM-馳)-C16溶劑(純淨水)P(AM-馳)-C165008000mg溶解方式研磨成粉料室溫(25±2)°C高速攪拌所述聚合物P(AM-MAh)-Cw水溶液的製備方法，其特徵在於具體步驟如下a)將聚合物P(AM-MAh)-C16研磨成粉料；b)稱取5008000mg的聚合物粉料，並在容器中量取1L的純淨水；c)在機械高速攪拌下，將粉料逐步加入純淨水中；d)高速攪拌，直到完全溶解，得到均相透明的水溶液。有益效果本發明的有益效果是，提供了一種方法可行、易於實現的合成工藝，合成得到了一種新型的疏水締合水溶性聚合物，其溶解在水中形成均相透明且非常穩定的水溶液，且該聚合物可以大幅度地提高水溶液的粘度。圖1為聚合物的合成工藝流程圖。4圖2為聚合物水溶液的製備流程圖。具體實施例方式為了合成得到聚合物P(AM-MAh)-C^本發明採取了如下的實施方式稱取45.0gP(AM-馳)和1.01.5gC16H33OH，加入200ml丁酮溶解，然後加入2.Og對甲苯磺酸(PTSA)，混合後置於三口反應瓶中；氮氣保護下，在8(TC下恆溫攪拌反應25h;反應結束後，採用減壓蒸餾的方法將溶劑丁酮全部蒸餾出來，加入200倍過量的甲醇和1.Og硫酸二甲酯(DMS)，氮氣保護下，6(TC恆溫攪拌25h;反應結束後，脫去甲醇即得粗產物，然後以丁酮為溶劑、甲苯為沉澱劑重沉澱，反覆溶解、沉澱4次，即可得到白色橡膠狀聚合物；最後將所得產物分別用石油醚反覆衝洗4次，真空乾燥3天，得到純淨的聚合物。為了考察合成得到的聚合物P(AM-MAh)_C16的水溶液性能，本發明採取了如下的實施方式實施實例1:把聚合物碾磨成粉料，室溫(25±2)t:下，將500mg聚合物粉料添加在IL純淨水中，不斷攪拌使其溶解，製備得到濃度為500mg/L的聚合物水溶液。實施實例2:把聚合物碾磨成粉料，室溫(25±2)。C下，將lOOOmg聚合物粉料添加在1L純淨水中，不斷攪拌使其溶解，製備得到濃度為1000mg/L的聚合物水溶液。實施實例3:把聚合物碾磨成粉料，室溫(25±2)°CT，將3000mg聚合物粉料添加在1L純淨水中，不斷攪拌使其溶解，製備得到濃度為3000mg/L的聚合物水溶液。實施實例4:把聚合物碾磨成粉料，室溫(25±2)°CT，將5000mg聚合物粉料添加在1L純淨水中，不斷攪拌使其溶解，製備得到濃度為5000mg/L的聚合物水溶液。實施實例5:把聚合物碾磨成粉料，室溫(25±2)。C下，將8000mg聚合物粉料添加在1L純淨水中，不斷攪拌使其溶解，製備得到濃度為8000mg/L的聚合物水溶液。上述實施方案得到的聚合物水溶液粘度性能如下tableseeoriginaldocumentpage5權利要求一種疏水締合水溶性聚合物，其特徵在於合成的原料配方為共聚物聚(丙烯醯胺-馬來酸酐)P(AM-MAh)45.0g，十六烷基醇C16H33OH1.0～1.5g，甲醇CH3OH250ml，其中，CH3OH既作為反應物又作為溶劑。2.根據權利要求1所述的一種疏水締合水溶性聚合物，其特徵在於合成步驟包含了兩步酯化反應，第一步為P(AM-MAh)與C16H330H發生酯化反應，第二步為第一步的產物繼續與CH30H發生酯化反應。3.根據權利要求1所述的一種疏水締合水溶性聚合物，其特徵在於兩步酯化反應的溫度分別控制為8(TC和60°C;兩步酯化反應的溶劑分別為丁酮和甲醇；兩步酯化反應的引發劑分別為對甲苯磺酸(PTSA)和硫酸二甲酯(DMS);兩步酯化反應總時間約為50h。4.根據權利要求1所述的一種疏水締合水溶性聚合物，其特徵在於以丁酮為溶劑，甲苯為沉澱劑，反覆溶解、沉澱4次，再用石油醚反覆洗滌4次。5.—種製備權利要求14的疏水締合水溶性聚合物的方法，其特徵在於具體步驟如下a)稱取45.Og的P(AM-馳)和1.01.5g的C16H33OH，加入200ml丁酮溶解，然後加入2.Og對甲苯磺酸(PTSA)，混合後置於三口反應瓶中；b)氮氣保護下，在8(TC下恆溫攪拌反應25h;c)採用減壓蒸餾的方法將溶劑丁酮全部蒸餾出來，加入200倍過量的甲醇和1.0g硫酸二甲酯(DMS)，氮氣保護下，6(TC恆溫攪拌25h;d)脫去甲醇即得粗產物，然後以丁酮為溶劑、甲苯為沉澱劑進行重沉澱，反覆溶解、沉澱4次，即可得到白色橡膠狀聚合物；e)將所得產物分別經石油醚反覆衝洗4次，真空乾燥3天後得到純淨的聚合物。6.根據權利要求15所述製備的一種疏水締合水溶性聚合物，將這種聚合物溶解在水中，其特徵在於具體操作步驟如下a)將聚合物研磨成粉料；b)稱取5008000mg的聚合物粉料，並在容器中量取1L的純淨水；c)在機械高速攪拌下，將粉料逐步加入純淨水中；d)高速攪拌，直到完全溶解，得到均相透明的水溶液。7.基於權利要求6，這種聚合物水溶液的特徵在於在室溫(25士2)t:下，當水溶液的濃度在500-8000mg/L範圍內時，聚合物均溶解良好，得到均相透明溶液，且水溶液粘度從20.9mPas增力口至lj489.6mPas。全文摘要本發明涉及一種疏水締合水溶性聚合物的合成及其水溶液的性能兩個領域。通過兩步酯化反應合成聚合物P(AM-MAh)-C16的技術特徵在於，原料配方P(AM-MAh)質量45.0g、C16H33OH質量1.0～1.5g、CH3OH體積250ml(既是反應物又是溶劑)；工藝條件兩步酯化反應的溫度分別為80℃和60℃，溶劑分別為丁酮和甲醇，引發劑分別為對甲苯磺酸(PTSA)和硫酸二甲酯(DMS)，總反應時間約為50h。製備聚合物水溶液的技術特徵在於，配方聚合物500～8000mg，純淨水1L；工藝條件聚合物碾成粉末，在室溫(25±2)℃下攪拌溶解。有益效果是合成了一種能夠良好地溶解在水中的疏水締合水溶性聚合物，該聚合物大幅度地提高水溶液粘度。本發明所需原料便宜，操作工藝較直接簡單，適用性廣，具有一定的實際推廣意義。文檔編號C08F220/56GK101792506SQ201010003620公開日2010年8月4日申請日期2010年1月6日優先權日2010年1月6日發明者梁曉,王煦,黃韻申請人:西南石油大學