[其他]制备含烷氧基化/阳离子改性酰胺的聚合物的方法

说明书

水溶性聚合物的合成一般只限于应用某些含羧基、酰胺基和磺酸基等各种官能团的乙烯基单体。此类单体的例子有丙烯酸、丙烯酰胺和AMPS（2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸）。此外，含其它官能团的乙烯基水溶性聚合物的合成一直受到限制，因为仅有某些此类单体能够工业化生产。

因此，此类水溶性聚合物限于上述结构或其类似的改性结构。所以，如果其它水溶性乙烯基聚合化学结构能够合成在含有其它官能团（例如醇或醚基或乙氧基）结构的、并含有能够强化此类水溶性聚合物某些应用（例如：水处理用分散剂、天然水和工业水的污垢抑制剂、絮凝剂、促凝剂和增稠剂等）的其它官能团结构的乙烯基聚合物骨架上，那末这将是一项技术改进。

因此，本发明的一个重要方面是提供含烷氧基、叔胺或季铵官能团和其混合的水溶性聚合物。此外，该聚合物还可以含有在应用于水溶液或环境时有效的其它官能团。

本发明还可用于合成和回收含醇或烷氧基官能团的各种类型的水溶性聚合物（在聚合物上还可含有其它在将这些聚合物加到水系统时有效的官能团）和含有其它迄今未知的或未用过的官能团（例如：羟基、醚基、烷氧基和/或其混合）的聚合物。

本发明提供了含侧酰胺官能团的水溶性聚合物的改性方法。这类聚合物主要由含丙烯酰胺的乙烯基聚合物/共聚物衍生而得，或由含烷基取代的丙烯酰胺的乙烯基聚合物或共聚物衍生而得。该聚合物/共聚物是水溶性的，并含有由丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和乙基丙烯酰胺等衍生而得的侧酰胺官能团。

更具体地说，本发明提供了一种制备含侧取代酰胺的水溶性聚合物的方法，该方法的特征是使用结构如下式所示的化学反应剂

将至少1%（摩尔）的原有聚合物中的侧酰胺基转化成如下式所示的侧取代酰胺结构。

式中：

R′为具有1～20个碳原子的多价烃桥基，该桥基可以是直链或支链烷基、芳基、烷芳基、环基、杂环基和其混合;

X的结构式为：

其中：R″为烃基，按各自情况选自直链或支链烷基、芳基、烷芳基、环基、杂环基，或者两个R″基合并成环基、如式所示的烷氧基和其混合。式中：P为0～1，当P为1时，会形成等量的电中性反离子;R″′按各自情况各选自氢，或具有1～20个碳原子的烃基，该烃基是直链或支链烷基、芳基、烷芳基、环基和其混合;

Y按各自情况选自-OR″′、和其混合;

R按各自情况选自氢或低级（C₁～C₄）烷基，

q的变动范围为1～50，

m为0～20，

n为0～20，但m+n之和至少为1。

上述聚合物的分子量至少为500。

上述揭示的方法是一种采用结构如下所示的化学反应剂与聚合物上任何侧酰胺基进行等量转酰氨基反应的方法。

结构式Ⅰ

其中R、R′、X、Y、m和n的定义如上所述。

上述化学反应剂基本上是一种含烷氧基官能团和/或叔胺官能团和季铵官能团及其混合官能团的活性胺基取代化合物，其中的活性胺官能团含有至少一个取代在胺基上的氮的活性氢。虽然既有伯胺又有仲胺的取代胺化合物能够在本发明所提供的转酰氨基反应条件下与聚合物上的侧酰胺官能团反应，以获得改性侧酰胺类聚合物，但当选用仲胺去实现含侧酰胺聚合物的改性时，在活性氨基上氮的取代烷基的碳原子数最好不超过4个，即烷基取代基必须限于甲基、乙基、丙基和丁基官能团，及其异构体。叔胺和季铵官能团在转酰氨基反应中是不反应的。

但是，化学反应剂上的活性胺取代基最好是伯胺基官能团。当伯胺基官能团用于实现转酰氨基反应时，反应容易进行，使所用化学反应剂至少有2%（摩尔）[最好情况是25～60%（摩尔）]结合在含侧酰胺基的水溶性聚合物链内，因此含烷氧基、叔胺基、季铵基或其混合取代基的取代酰胺基取代了原有侧酰胺官能团。

除在上述化学反应剂中的活性胺取代基之外，这种化学反应剂或者还含有至少一个烷氧基、至少一个叔胺基、至少一个季铵基，或者可以含有这些官能团的任几个的或全部的混合。

除了烷氧基官能团和活性胺官能团之外，化学反应剂还可以含从醚基、叔胺基、季铵基和其混合基团中选出的其它官能团。化学反应剂最好是限于含适合转酰氨基反应的活性伯胺基、至少一个能形成烷氧基化水溶性聚合物的烷氧基、和/或一个叔胺基、或一个季铵官能团，这些分别存在或结合在一起的官能团可以提高用本发明方法合成得到的烷氧基化的水溶性聚合物的活性。