耐盐性卡波姆树脂的合成研究.docx

第26卷第3期化工时刊V0126N032012年3月 Chemicallndustn，TmesMar32012doi：lO3酬i娜10舵一154X201203007耐盐性卡波姆树脂的合成研究彭文勇 沈桂金(南京威尔化工有限公司，江苏南京210047)摘要以环己烷与乙酸乙酯作为混合溶剂来合成耐盐性聚丙烯酸树脂确定了合成最佳工艺。丙烯酸：环己烷：乙 酸乙酯：SMA：偶氮二异丁腈：烯丙基季戊四醇醚为l：45：45：O05：0005：O01。反应时间为9 h，反应温度50一70。物料经过离心、减压干燥得到白色粉状卡波姆树脂产品。 关键词丙烯酸交联剂引发剂交联聚合Study on Synthesis of Saltresistance Carbomer。Peng WenyongShen Guijin(N锄jing WeU Ch嘲icl C唧，堋)Ji蛐gsu N觚jing 210047 China)Abs删The saltresistaIlce carbomer was syll出esized in HexametIlylene aIld e山yI acetateThe optimum syntllesis proce鹊w鹊：crylic acid：Hex锄etllylene：EtIlyl acetate：SMA：AIBN：Allyl pentaerythritol l：45：45：O05：0005：O0l；Reaction time was a houTs；卟e l!eac“temperature w觞如m 50 to 70脂er cent涵jgation觚d Vacu啪drying，tlle white powder CBM products were obtainceKeywordsarylic acid cro鹪linked agen initiator crosslinking pobHneri豫ti叩卡波姆树脂是具有一定交联度和网络结构的高 分子聚合物，是一类具有强吸水能力的特殊功能材 料，并已广泛用于制药工业、日化工业及其它有关工11试剂和仪器 业领域。在药剂中主要用作增稠剂、助悬剂和粘合 111试剂剂，作缓释制剂的骨架材料和阻滞剂，固体制剂的薄丙烯酸聚合级；环己烷AR；乙酸乙酯AR；SMA 膜衣材料，可与HPC合用作为粘膜粘贴剂基质，卡波 自制；催化剂C自制；交联剂(烯丙基季戊四醇醚) 姆作为一种新型药用辅料可应用于液体制剂、半固体 自制；偶氮二异丁腈(AIBN)AR；氯化钠AR；氢氧化 制剂和固体制剂中。特别在日用化妆品、有着日益广钠AR。 泛的应用。传统的卡波姆树脂如卡波姆934、卡波姆112仪器940普遍存在吸收纯水能力较强而耐盐水能力不足不锈钢高压釜(5L)；博力菲RVT型旋转粘度 的问题，限制了卡波姆树脂在日用化妆品领域的应计；电子天平(精确至OOl g)；氮气保护装置；真空 用，当水中含盐时，其吸水后粘度降到原来的2 干燥装置；国产72型紫外分光光度计。 一10，限制了其应用推广。因此，提高吸水性树12卡波姆树脂合成 脂的耐盐性具有重要的现实意义一o。为了解决上121烯丙基季戊四醇醚交联剂合成述问题，作者首先在实验室合成了SMA，并以丙烯酸 将一定量的季戊四醇、碱水溶液与氯丙烯一起为反应单体，通过溶液聚合合成制备了具有良好耐加入高压釜(5L)，然后加入自制催化剂C，升温至盐性能的聚丙烯酸系增稠剂。80，保温反应8 h，然后经过水洗，脱除低沸点杂质，收稿日期：201202一作者简介：彭文勇(198l一)，男，工程师，圭要从事药用辅料的合成研究。Email：pw)lol23119163c。一23万方数据墨蜀囵2012VoI26，No3工艺试验Technology&Eperiment 得到烯丙基季戊四醇醚，烯丙基取代度约为3。5。 6050122粗丙烯酸预处理 4030本实验是丙烯酸聚合反应，因此对去除单体中的20lO阻聚剂要求很高。在实验条件下用活性炭吸附和减 啊再d，扫Is8思>OO营-葺o_luu2五磊。冀I压蒸馏一般得不到聚合级的丙烯酸，通常是用精馏去 SMA，从除单体中的阻聚剂，除去阻聚剂后的丙烯酸需要15 +叩虎Pas 叶赫Pas 牯度保留率弘图1 单体配比对卡波姆树脂耐盐性的影响20室温储存，储存时间不得超过330 d。123卡波姆树脂合成 Fig1 MonOmer ratiO 0n the impaCt0f sanresistance carbOmer将一定量的比例的环已烷和乙酸乙酯溶剂加人高压釜，分别加入丙烯酸和适量的sMA，以及少量的 22聚合温度对卡波姆耐盐性能的影响引发剂和交联剂。用氮气置换两次(保持釜内一点 根据丙烯酸投料量为60 g，混和溶剂为540 g，引正压)，开动搅拌器，升温并控制温度5070，保温 发剂为03 g，交联剂为O6 g，共聚单体SMA为5，9 h，待反应结束后，将沉淀物料降至室温，经过离心、 反应时间9 h，改变反应温度对卡波姆进行小试合成。真空干燥，所得卡波姆树脂产品为白色、细腻、轻质的 粉末H56 J。在25qC下配置O5的卡波姆水凝胶用 氢氧化钠中和(pH值7378)在25下测出粘度， 加入1O的氯化钠，然后测出粘度。13性能参数测试及计算131 增稠能力在室温条件下，配制成1O的水凝胶，用RvI图2 聚合温度对卡波姆耐盐性能的影响型旋转粘度计测出粘度，并记为田永。 Fig2 POlyme rzatiOn temperature On the13。2耐电解质能力 impact 0f SaItresistance carbOmer在室温条件下，取一定量的NaCl，加到去离子 在图2中可以看出当反应温度升高时，合成的产 水中配制成5水溶液。取此溶液和增稠剂配制成 品粘度减小，主要原因为在温度升高时，反应过程中 为10的凝胶，测其粘度，并记为叩盐，记粘度保留 产生的自由基增加，导致聚合分子量越小，卡波姆的率为斗，则有 粘度越小，但是对耐盐性能影响较小。p=(叼盐田水)10023引发剂用量对卡波姆耐盐性能的影响 肛越大表明增稠剂的耐盐能力越强。表1 引发剂用量对卡波姆耐盐性能的影响Table 1InitiatOr dosa9e On the impact 0f日绪墨皇过迨 sahresistance ca加mer21 单体配比对卡波姆树脂粘度和耐盐性的影响 曼蕉型鋈塑量 塾垦：! 坠二坠：!整匡堡堕鲨!丝)03 44225 05根据丙烯酸投料量为60 g，混合溶剂为540 g，引0540228 O57发剂为03 g，交联剂为06 g，反应温度为60qC，反 10 29 16 048应时间9 h，改变共聚单体投料量对卡波姆进行小试 精度检测仪器为博力菲RVT型号，检测转速为20转。转子选择6合成。 号。从图l中可以看出当SMA耐盐非离子基团增根据丙烯酸投料量为60 g，混和溶剂为540 g，交 加，树脂受盐的影响减小，卡波姆成品的粘度保留率 联剂为O6 g，共聚单体sMA为5，反应温度为 “随之增加，当SAM用量增加时，卡波姆虽然耐盐性 60进行，反应时间9 h，改变引发剂投料量对卡波姆 能提高了，但是此在水中有不溶胀现象，所以SMA用 进行小试合成。 量不易过大，一般根据需要控制在5以下。根据表l数据可以看出引发剂用量增加时，在聚合过程中产生的自由基增多，导致聚合相对分子质量 一24万方数据彭文勇等 耐盐性卡波姆树脂的合成研究 201 2VoI26，No3I盈目圈变小，卡波姆的粘度越小，但是对耐盐性能影响较小。波姆成品的粘度保留率随之增加，但是sMAAA24 交联剂用量对卡波姆耐盐性能的影响超过5时，卡波姆树脂在水中有不溶胀现象，所以 根据丙烯酸投料量为60 g，混和溶剂为540 g，引选择单体配比5为宜。当耐盐性卡波姆树脂合成 发剂为03 g，共聚单体sMA为5，反应温度为 所用交联剂在1O以下时，交联剂用量越多，此粘60，反应时间9 h，改变较量的投料量对卡波姆进行度保留率肛随之增加，当交联剂增多时，树脂就会形小试合成。成更加紧密收缩的交联网格，吸水和耐盐性降低。 纵观各因素的影响确定了合成耐盐性卡波姆的最佳 工艺。丙烯酸：环己烷：乙酸乙酯：SMA：偶氮二异丁 腈：烯丙基季戊四醇醚为l：45：45：O05：O005：电时d，扫一o翁一>OOl。反应时间为9 h，反应温度5070。物料经+k PaB_。1，盐PaB1粘度保留率弘 过离心、减压干燥得到白色粉状卡波姆树脂产品。图3 交联剂用量对卡波姆耐盐性能的影响 参考文献 Fig3 Cross一nkjng agent dosage on the1竺亚斌，浦炳寅耐盐性高吸水树脂的合成及性能研究impaCt of salt一怕sistance carbOmerJ高分子材料科学与工程，1999(6)：169170从图3可以得出，耐盐性卡波姆树脂合成所用交 2柳明珠，曹丽歆，马松梅，陈振斌耐盐性高吸水树酯的联剂在I0以下时，交联剂用量越多，此粘度保留 制备及性能J高分子材料科学与工程，2005，2l(1)：率斗随之增加，当交联剂增多时，树脂就会形成更加280283紧密收缩的交联网格"1，吸水和耐盐性均降低。3】闷晓前，张勋江耐盐性高吸水性树脂的制备及性能研 究J】安徽农业科学；200r7，35(36)：1l 735一ll 737。口缝迨 4童真，杨植文，马静，刘新星卡波姆的球磨改性方法本文研究了在单体配比浓度，交联剂单体，引发P】中国专利：cN2007100325605剂单体，温度发生变化时对产品粘度保留率肛的影5Hsu，cllin clli朗Polycarboxylic acids witlllighertllick砌ng o叩acity and ber da由P】EP 0328725A2，l响，结果表明：引发剂和温度的变化对粘度保留率肛995即耐盐性能影响不大；当单体配比浓度的增加时，卡6sclllatr Jr，Robert KPolym耐z撕帆of earboxylic acidmoIr把瑚aIld alkyl acrylate e8te礴in chlomnuoroe山aneP】uS 3940351，l 976(上接第22页)8tudy 0f她fi璐t t加pic carbe鹏s with d3hsymEnry237一12 245JCb绷C咖咖2010，46，5 1665 1689chade8 E础lll，c础锄Re吐Mar)，F，et a1podal6Ke玎Ibach u，Rn棚M，Luger P，FelllllamEtr w PAnheterocyclic carbe咖plexe8 of pall8di哪and copchel8ting tri8由e鹏lig骶d蚰d it8 hexacarbe舱imn c咖-per：8y11tIl髑，charteriz鲥叩，叩d catalytic acti“typl眈JAngew ch锄Int Ed1996，35，3lO一312J0日g叫oEttallics2010，29，4 0974 1047Nieto I Ce眦nteske，F smith J MA new 8州hetic10】王军，姜岷，徐虹，周华三2一(2一肟亚乙基苯氧砌lte t0 bIlI】ky“cond ge耻期时”tris(inlid眈0l一2一yli基)乙基胺的合成、表征及量化研究J有机化d朗e)borate lig叽ds：symh髓is of a foIlr coordinate imn 学2005，25。120一124()complexJchem c咖mun2005，3 8113 813 11 Amab R，TaJlia PaPe蚰d F Ekkehardt Hahnself一鹪- 8Ie H，In面d c嬲叻一rodri斟ez and Kten etyer。c咿mbly 0f molecular cylinders如m polycarbe鹏Hg肌ds per complex朗of IIitr0学n一明chored tripodal nhetemcy眦d AgI or AIlIJJ Am chem Soc2010，132，4 572“c carbene ligand8JJ Am chem Soc2003，125，12_4 573一25一万方数据