[发明专利]低分子量水溶性聚合物的制备

说明书

本发明属于低分子量水溶性聚合物的制备方法。

水溶性低分子量聚合物已被用来作为工业水系统的防垢、除垢剂，金属材料的淬火剂及造纸工业中颜料的分散剂等，受到重视。目前用来制备低分子量聚丙烯酸的方法，主要为下面几种。其一，使用疏基化合物作为链转移剂，这一方法在早期较普遍使用，但由于产品有恶臭，目前已很少使用;其二，在水-异丙醇混合溶剂中聚合（美国专利4301266，1981，BASF A.-G.Muenster，A.and Rohmann，M.）在压力下于120-200℃聚合，用H₂O₂作引发剂。这一方法需要进行繁琐的除去异丙醇的后处理过程;其三，用金属盐（如Cu²⁺）-H₂O₂作为引发体系（美国专利4314044，1982，Rohm and Haas Co.，Hughes，K.A.，Kine，B.B.and Swift，G.）：在90-100℃采用连续加料方法，在装有金属盐和叔胺水溶液的反应器中，分别加入单体和H₂O₂的水溶液，直至反应完成。此法的缺点是所含金属离子易造成环境污染;其四，使用某些水溶性偶氮化和合物作引发剂（日本专利64 38403，1989，花王株式会社，近藤昭裕，五十岚正，津力雄）：将单体、亚硫酸（氢）钠和偶氮化合物水溶液的PH值调节到5.1后，于50℃进行聚合，这一方法需要制备特定的偶氮化合物。

本发明的目的是用普通的无机化合物，即过硫酸包括K，NH₂，Na等水溶性盐，亚硫酸氢盐包括K，NH₄，Na等水溶性盐和亚铁盐包括硫酸盐、硝酸盐、氯化物等水溶性盐三元氧化还原引发体系，制备低分子量水溶性聚合物，可避免上述各种问题，而且原料易得价廉，对设备无特殊要求，操作简单易行，无污染。

本发明先配制单体水溶液，在含有丙烯酸等酸性单体时，先用NaOH水溶液或Na₂CO₃粉沫慢慢中和，聚合温度予热至50-95℃时，依次加入亚硫酸氢盐，如铵盐，钾盐，钠盐和亚铁盐，如硫酸盐，硝酸盐、氯化物、溴化物的混合溶液及过硫酸盐如钾盐、铵盐钠盐水溶液，然后聚合。单体在溶液中的总浓度（以重量计）为1.0-50%引发体系三种组分的用量（以摩尔比）为：过硫酸盐相对于单体为0.001～0.015，亚硫酸氢盐对过硫酸盐为0.1～5.0，亚铁盐对过硫酸盐为0.0002～0.075。

本发明适用于水溶性单体的聚合，用以制备低分子量水溶性均聚物和共聚物，特别适用于含丙烯酸钠的均聚物和共聚物的制备。也适用于以水溶性单体为主要组分，不溶于水的单体作共组分，所得共聚物为水溶性聚合物的聚合体系，特别适用于含有醋酸乙烯酯和丙烯酸酯类的聚合体系。

本发明得到的低分子量水溶性聚合物的特性粘数为8-40ml/g。

本发明具有下列优点：

1、在进行聚合反应时，不必除去聚合体系中的氧。

2、作为溶剂的水，可用蒸馏水，自来水和井水等。

3、引发体系无毒害，无污染问题。

4、可方便地控制产品的分子量。

5、产品为一种水溶液，特别适用于水系统处理。

本发明提供实施例如下：

实施例1：在三颈瓶中加入0.56摩尔丙烯酸，用85.2ml H₂O溶解，在搅拌情况下渐渐加入当量的Na₂CO₃中和之。在85℃水浴中，予热5min后，加入现场配制的含有0.0048摩尔NH₄HSO₃和0.00013摩尔FeCl₂的水溶液10ml和含有0.0044摩尔（NH₄）₂S₂O₈的水溶液20ml，聚合3h，产物的特性粘数（25℃用1mol/L NaCl水溶液测定，下同）为31.8ml/g，Mr＝4.80×10³。