[发明专利]高单体转化率且系列化相对分子质量PDMC的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水溶性阳离子高分子化合物的制备技术，特别是通过控制单体起始含量偶合引发剂用量的方法得到高单体转化率且系列化相对分子质量PDMC的制备方法。

背景技术

聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（Poly methacrylatoethyltrimethyl ammonium chloride，简称PDMC）是由甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（Methacrylatoethyltrimethyl ammonium chloride，简称DMC）均聚所得。由DMC经自由基聚合反应生成PDMC的反应表达式如下：

聚合物的用途决定于单元结构和相对分子质量，单元结构一定，其性能和用途取决于相对分子质量大小。不同相对分子质量的PDMC产物对应着不同的性质及性能，可满足不同的用途需要。由于PDMC具有阳离子度高、稳定性高、水溶性好等优点，广泛应用于造纸、采煤、石油开采、纺织印染、医药、生物、日用化学品、水处理等领域。但是，由于相对分子质量系列化程度不高，使得特定相对分子质量范围的产物在实际应用中的效能未能得到充分的发挥。同时，高单体转化率且相对分子质量系列化的产物在实际应用中不仅能够减少使用投加量起到节省原材料的作用，而且可以减少废弃物的排放起到环境保护的作用。

一般从聚合反应基本原理来说，制备不同相对分子质量的聚合物的方法很多，可采用的有外加链转移剂、链终止剂、聚合工艺调控等方法。然而，至今为止，高单体转化率且系列化相对分子质量PDMC产物及其制备工艺还未见文献报道。

文献1（张光学,李锦贵.阳离子聚电解质(PDMC)的合成与表征[J]. 咸宁师专学报,1999,19(3):69-73.），用油溶性的ABNI为引发剂，合成了相对分子质量以特征黏度计为9.5dL/g的PDMC产物（乌氏黏度计，30.0℃，1mol/LNaNO₃为溶剂测定），并研究了单体浓度（单体浓度40%-80%时，对应产物特征黏度2.0-9.5dL/g）、引发剂用量（引发剂1×10^-4-7×10^-4mol/kg时，对应产物特征黏度6.5-9.5dL/g）、反应温度（反应温度50-80℃时，对应产物特征黏度6.5-9.5dL/g）等工艺因素分别对聚合物相对分子质量的影响，其中得到产物的特征黏度范围最大的为2.0-9.5dL/g，但且未报道高单体转化率且系列化相对分子质量PDMC产物的制备方法。

文献2（罗娅君,王照丽.阳离子高分子絮凝剂P(DMC)的合成研究[J].四川师范大学学报（自然科学版）,2003,26(3):279-281.）用氧化还原体系K₂S₂O₈/NaHSO₃作引发剂的水溶液聚合方法，研究了引发剂用量（引发剂用量0.05-0.20%时，对应产物特征黏度200-400mL/g）、DMC溶液浓度（溶液浓度15-70%时，对应产物特征黏度200-700mL/g）、聚合反应温度（反应温度35-80℃时，对应产物特征黏度100-400mL/g）、聚合时间（时间1-7h时，对应产物特征黏度100-450mL/g）等反应条件分别对产物特征黏度的影响规律，其中得到产物的特征黏度总的范围为200-700mL/g，同样也未报道产物的单体转化率和高单体转化率且系列化相对分子质量PDMC产物的制备方法。

上述研究工作在获得可工业化程度高，高单体转化率且系列化相对分子质量PDMC的制备工艺方面存在如下缺陷：

（1）只是在研究聚合反应工艺因素对产物特征黏度的影响规律中得到不同相对分子质量的PDMC产物。但是每一个工艺因素获得的产物特征黏度的范围普遍较窄，其中最大的产物特征黏度变化范围为2.0-9.5 dL/g，是通过单独调控单体浓度得到的，如文献1；

（2）在单因素影响规律研究中，均未涉及单体转化率，如文献1，2。由聚合反应基本原理可知，用单因素调控相对分子质量以特征黏度计的变化依赖于单体转化率，单体转化率低的特征黏度低，单体转化率高的特征黏度高，由于单体转化率低的产物有效成分低，使用效果差，而且未转化单体的排放影响环境；

（3）没有有目的的设计和采用工艺控制的方法来得到工艺简便、稳定性高且单体转化率高的系列化产物的制备方法，如文献1，2。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单稳定，制备成本低，单体转化率高且产物相对分子质量系列化的PDMC的制备方法。