两性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的制备方法，以ＤＭＳＯ为有机溶剂，以丙烯酸和十二烷基丙烯酰胺为原料，以ＡＩＢＮ为引发剂；以摩尔计，十二烷基丙烯酰胺∶丙烯酸＝４∶１，ＡＩＢＮ∶丙烯酸＝１∶１０，ＤＭＳＯ∶丙烯酸的摩尔比为７０∶１；按照所述的摩尔比，依次向反应器中加入需要量的ＤＭＯＳ、丙烯酸、十二烷基丙烯酰胺，溶解后加入苯，丙烯酸与苯的质量比为１∶２００～１∶２５０；然后加入需要量的ＡＩＢＮ，升温并控制反应温度为６０℃，聚合１２小时；得到的聚合物于１７～２１℃、０．０２～０．０４ＭＰａ下浓缩，再经氯仿溶解、沉淀、离心分离，减压干燥等制得目标产物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于两性高分子聚合物的制备方法，具体涉及一种两 性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的制备方法。
技术介绍
自组装膜是分子在溶液(或气态)中自发通过化学键牢固地 吸附在固体基底上而形成的一种薄膜，其体系主要包括有机硅烷/羟基化表面(SiCVSi、 A1203/A1、玻璃等)；硫醇/Au、 Ag、 Cu; 醇和胺/Pt;羧酸/Ah03、 Ag等。自组膜中分子成键有序排列、缺 陷最少、呈"结晶态"，易于近代物理和化学的表征技术研究，以 便调控膜结构和性质的关系，是研究有关表面和界面各种复杂现 象，诸如腐蚀、摩擦、湿润、磨损、粘接、生物发酵和表面电荷 分布、电子转移理论的理想模型体系，同时对膜的实际应用具有 重要理论指导意义。光子学薄膜表面具有有序排列的蜂窝状微米级微孔结构，这 种结构可广泛用于微驱动器、光学器件、隐形技术、自清洁技术、 传感器等领域。使用溶剂散逸自组装法制备光子学薄膜时，加入 两性高分子聚合物有助于薄膜表面的微孔有序排列。溶剂散逸自组装法是新近发展起来的自组装法的一种新形式，它是利用微小水珠在聚合物表面冷凝从而制得有序的微孔蜂窝状结构。据有关文献报导，两性共聚物十二垸基丙烯酰胺-6-丙 烯酰胺基己酸已经广泛用于制备光子学膜，而文献中只记载上述 两性高分子聚合物在苯中合成，并未清楚完整公开其制备方法。本专利技术合成出的两性共聚物一一聚十二烷基丙烯酰胺基丙烯 酸，在制备工艺上只需要两步便合成目标产物。该产物能够辅助 制备出具有更好形貌的光子学薄膜，大大降低了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的两性共聚物聚十二垸基丙烯 酰胺丙烯酸的制备方法。一种，是 由如下两步组成(1)十二烷基丙烯酰胺的合成以三乙胺、十二胺和丙烯酰氯为原料，其中，三乙胺十二 胺-l.O: 1 1.5: 1，丙烯酰氯十二胺=1.0: 1~1.5: 1;按照所 述的摩尔比，依次1) 向氯仿中加入需要量的三乙胺、十二胺，于冰浴下搅拌使 其溶解，得到溶液1。2) 向另外氯仿中加入需要量的丙烯酰氯，得到溶液2。在冰浴状态下向溶液1中缓慢加入溶液2，加完后继续冰浴30分钟， 保持溶液为碱性(pH=8~10)，然后在常温下反应1小时。3) 步骤2)的反应物用lmol/L的HCl溶液，调节pH-l,放 置30 60分钟。然后，4) 将步骤3)反应溶液分液，收集有机相。5) 向步骤4)有机相中加入NaHC03溶液调节pH-9后，经 分液后，收集有机相。6) 向步骤5)有机溶液中加入与有机溶液等体积的饱和食盐 水，经分液后，收集有机相。7) 步骤6)的有机溶液中加入无水硫酸钠，放置10~12小时。8) 步骤7)经脱水后的有机溶液，过滤收集有机相，用旋转 蒸发仪浓縮，其浓縮温度为17-21'C、压力为0.02~0.04MPa;9) 将步骤8)浓縮后的产物于20ml乙酸乙酯中进行再结晶， 经过滤其结晶物于室温、小于0.06MPa减压干燥，得到十二烷基 丙烯酰胺，备用；其化学反应式如下CH3(CH2) NH2 + ClCOCHCH2- CHXCHyuNHCOHCHCHb+HCl(2)两性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的合成 以二甲亚砜(DMSO)为有机溶剂，以丙烯酸和十二烷基丙 烯酰胺为原料，以二偶氮异丁腈(AIBN)为引发剂；其中，十二 垸基丙烯酰胺与丙烯酸的摩尔比为4: 1,引发剂二偶氮异丁腈与 丙烯酸的摩尔比为1: 10，有机溶剂二甲亚砜与丙烯酸的摩尔比 为70: 1;按照所述的摩尔比，依次1) 向三口烧瓶中加入需要量的二甲亚砜溶剂、丙烯酸、十二烷基丙烯酰胺；溶解后2) 向上述步骤l)得到的溶液中加入苯，丙烯酸与苯的质量 比为1: 200~1: 250;然后加入需要量的引发剂二偶氮异丁腈(AIBN)，升温并控制反应温度为60'C，聚合12小时；3) 反应结束后，将步骤2)得到的聚合物用旋转蒸发仪浓缩， 其浓縮温度为17~21°C、压力为0.02 0.04MPa;浓縮后的聚合物 溶解在氯仿有机溶剂中；4) 向上述步骤3)的氯仿溶液中加入乙酸完全沉淀后，分液 收集沉淀物；5) 将上述步骤4)得到的沉淀物移至离心分离机中，在 3000r/min下进行15分钟的离心分离，在压力小于0.06MPa下， 减压千燥；6) 重复上述步骤3) 5)的操作将步骤5)得到的样品再 溶于氯仿中，再经沉淀、离心分离、干燥，'制得两性共聚物聚合 物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸；其化学反应式如下m CH3(CH2)uNHCOHCHCH2 + n HOOCCHCH:CH3(CH2)"NHCO""CHHOOC^CH式中，n —代表酰胺链烷基个数，m —代表丙烯酸基个数； 其中,m: n=:h 4其外观为淡黄色固体，该产品溶于二氯甲烷、三氯甲烷、甲 苯中，而不溶于乙醇。将上述制得的一种两性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸应 用于制备光子学薄膜，将聚丁二烯与聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸照 8: 1~10: 1的质量比，溶解在有机溶剂中，配制成浓度为2.5g/L 的聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁二烯有机溶液；取5ml前述 的苯溶液移至平底容器中，调节倒置锥形漏斗式汽水分布器口与液 面之间距离为2.5cm高；启动气泵对平底容器中的水进行曝气，其 水汽通过连接平底容器与倒置锥形漏斗式汽水分布器的导管，以 5.0 L/h流量，呈微小水珠喷至平底容器中的聚十二烷基丙烯酰胺 丙烯酸/聚丁二烯苯或的溶液表面，并在溶液表面形成六角形有序 模板，经18-25分钟的溶剂的蒸发，得到有序排列的蜂窝状微米级微孔结构光子学薄膜，其微孔尺寸在800nm 20um。本专利技术与现有技术相比具有如下的显著的进步和积极的效果(1) 本专利技术一种两性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸合 成，主要由两步组成，工艺简单，明显降低了产品成本；(2) 本专利技术制得的两性共聚物聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸用 于溶剂散逸自组装制备光子学薄膜的方法，工艺简单，能耗明显 低于现有方法，不需要昂贵设备和材料，成本显著低于现有技术； 辅助制备出具有更好形貌的光子学薄膜微孔尺寸可控制在 800nm 20拜之间。(3) 本专利技术适用于大规模制备光子学薄膜，适于以大量合成 的亲油憎水性聚合物。为光子学薄膜工业化创造了有利的条件。附图说明图1为溶剂散逸法自组装制备光子学薄膜装置结构示意图中l一容器 2—空气入口导管 3 —汽水导管4一倒置锥形漏斗式汽水分布器 5—平底容器 6—固定架 7 —夹具。图2为用浓度2.5 g/L的聚十二垸基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁 二烯的苯溶液制得的光子学薄膜的三目摄像显微镜照片；图3为用浓度2.5 g/L的聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸/聚丁 二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄像显微镜照片；图4为用浓度2.5 g/L的聚十二烷基丙烯酰胺-6-丙烯酰胺基 己酸/聚丁二烯的氯仿溶液制得的光子学薄膜的三目摄像显微镜 照片；具体实施例方式下面通过附图结合具体实施方式，对本专利技术作进一步描述。 实施例1两性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的制备 (1)十二烷基丙烯酰胺的合成1) 向30ml氯仿中加入2.24ml的三乙胺，2.99g的l-十二胺， 于冰浴下搅拌使其溶解，得到溶液l。2) 向另外3dml氯仿中加入1.30ml丙烯酰氯本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种两性共聚物聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的制备方法，是由如下两步组成：（１）十二烷基丙烯酰胺的合成 以三乙胺、十二胺和丙烯酰氯为原料，其中，三乙胺∶十二胺＝１．５∶１～２．０∶１，丙烯酰氯∶十二胺＝１．５∶１～２．０∶１；按照所述的摩尔比，依次 １）向氯仿中加入需要量的三乙胺、十二胺，于冰浴下搅拌使其溶解，得到溶液１；２）向另外氯仿中加入需要量的丙烯酰氯，得到溶液２；在冰浴状态下向溶液１中缓慢加入溶液２，加完后继续冰浴３０分钟，并保持溶液液ｐＨ＝８～１０，然后在常温下反应１小 时；３）步骤２）的反应物用１ｍｏｌ／Ｌ的ＨＣｌ溶液，调节ｐＨ＝１，放置３０～６０分钟。然后 ４）将步骤３）反应溶液分液，收集有机相；５）向步骤４）有机相中加入ＮａＨＣＯ↓［３］溶液调节ｐＨ＝９后，经分液后，收集有机相；６）向步骤５）有 机溶液中加入与有机溶液等体积的饱和食盐水，经分液后，收集有机相；７）向步骤６）的有机溶液中加入无水硫酸钠，放置１０～１２小时；８）步骤７）经脱水后的有机溶液，过滤收集有机相，用旋转蒸发仪浓缩，其浓缩温度为１７～２１℃、压力为０．０２～０ ．０４ＭＰａ；９）将步骤８）浓缩后的产物于乙酸乙酯中进行再结晶，经过滤其结晶物于室温、小于０．０６ＭＰａ减压干燥，得到十二烷基丙烯酰胺，备用；（２）聚十二烷基丙烯酰胺丙烯酸的合成 以二甲亚砜为有机溶剂，以丙烯酸和十二烷基丙烯酰胺为原料， 以二偶氮异丁腈为引发剂；其中，十二烷基丙烯酰胺与丙烯酸的摩尔比为４∶１，引发剂二偶氮异丁腈与丙烯酸的摩尔比为１∶１０，有机溶剂二甲亚砜与丙烯酸的摩尔比为７０∶１；按照所述的摩尔比，依次 １）向三口烧瓶中加入需要量的二甲亚砜溶剂、丙烯酸、十二烷基丙烯酰胺，溶解后 ２）向上述步骤１）得到的溶液中加入苯，丙烯酸与苯的质量比为１∶２００～１∶２５０；然后加入需要量的引发剂二偶氮异丁腈，升温并控制反应温度为６０℃，聚合１２小时；３）反应结束后，将步骤２）得到的聚合物用旋转蒸发仪浓缩， 其浓缩温度为１７～２１℃、压力为０．０２～０．０４ＭＰａ；浓缩后的聚合物溶解在氯仿有机溶剂中；４）向上述步骤３）的氯仿溶液中加入乙酸完全沉淀后，分液收集沉淀物；５）将上述步骤４）得到的沉淀物移至离心分离机中，在３０００ｒ／ｍｉｎ下进行１ ５分钟的离心分离，在压力小于０．０６ＭＰａ下，减压干燥；６）重复上述步骤３）～５）的操作：将步骤５）得到的样品再溶于氯仿中，再...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贾若琨，闫永南，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]
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