一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法，属于凝胶颗粒的制备领域。本发明专利技术的离子液体密度比硅油和液体石蜡的密度高，同时低于预聚液的密度，预聚液在离子液体中降落速度慢，在降落过程中凝胶颗粒慢慢形成，且不易沉底，因此形成的凝胶颗粒更接近球形，提高了规整度。并且，由于PF6‑

【技术实现步骤摘要】
一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法


[0001]本专利技术属于凝胶颗粒的制备领域，具体涉及一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的 制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯酰胺基凝胶颗粒一般都是将聚丙烯酰胺的预聚液滴加到液体石蜡或 者硅油中制备。但在液体石蜡中滴定凝胶颗粒时，由于石蜡的密度很小，预聚 液滴进去以后会沉底，形成的凝胶颗粒规整性较差，且不易成型；在硅油中滴 定凝胶颗粒时，由于硅油的密度也比预聚液的密度小，虽然凝胶颗粒在硅油中 缓慢降落，能形成凝胶颗粒，但形成的凝胶颗粒规整性也较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法，制备的聚 丙烯酰胺基凝胶颗粒规整度高。
[0004]本专利技术提供了一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
[0005]将制备原料进行交联反应得到预聚液；所述制备原料包括聚合单体、交联 剂、引发剂与水；所述聚合单体包括丙烯基类单体和1
‑
乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑 内盐；所述丙烯基类单体包括丙烯酰胺；
[0006]将所述预聚液滴加至双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐中进行自由基聚合反 应，得到聚丙烯酰胺基凝胶颗粒；所述自由基聚合反应的温度为80～95℃；所述 自由基聚合反应的时间在5min以上；所述双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐的结构 如式I所示：
[0007][0008]所述式I中n为9～20的整数。
[0009]优选的，所述丙烯基类单体还包括丙烯酸，所述丙烯酸的中和度为60～80％。
[0010]优选的，所述丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为1～4.5：1。
[0011]优选的，所述1
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乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐物质的量为丙烯基类单体总物 质的量的3～15％。
[0012]优选的，所述交联剂的质量为丙烯基类单体质量的1～2％；所述交联剂包括 硝酸盐。
[0013]优选的，所述引发剂的质量为丙烯基类单体质量的8～10％；所述引发剂包 括过硫酸盐。
[0014]优选的，所述双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐离子液体包括1
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丁基
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3十烷基 咪唑六氟磷酸盐、1
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丁基
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3十二烷基咪唑六氟磷酸盐和1
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丁基
‑
3十四烷基咪唑 六氟磷酸盐中的一种。
[0015]优选的，所述交联反应的时间为50～70min。
[0016]优选的，所述1
‑
乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐的制备方法，包括以下步骤：
[0017]将1
‑
乙烯基咪唑的有机溶液与1,3
‑
丙烷磺内酯混合进行季胺化反应，得到 1
‑
乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐；所述季胺化反应的温度为40～45℃，时间为 22～24h。
[0018]优选的，所述1
‑
乙烯基咪唑与1,3
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丙烷磺内酯的摩尔比为1:1。
[0019]本专利技术提供了一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：将 制备原料进行交联反应得到预聚液；所述制备原料包括聚合单体、交联剂、引 发剂与水；所述聚合单体包括丙烯基类单体和1
‑
乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐； 所述丙烯基类单体包括丙烯酰胺；将所述预聚液滴加至双烷基取代咪唑类六氟 磷酸盐中进行自由基聚合反应，得到聚丙烯酰胺基凝胶颗粒；所述自由基聚合 反应的温度为80～95℃；所述自由基聚合反应的时间在5min以上；所述双烷基 取代咪唑类六氟磷酸盐的结构如式I所示：
[0020][0021]式I，所述式I中n为9～20的整数。本专利技术使用1
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乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑 内盐制备预聚液，能够协助凝胶颗粒成型；此外，本专利技术的双烷基取代咪唑类 六氟磷酸盐的密度比硅油和液体石蜡的密度高，同时低于预聚液的密度，预聚 液在双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐中降落速度慢，在降落过程中凝胶颗粒慢慢 形成，且不易沉底，因此形成的凝胶颗粒更接近球形，提高了规整度。并且， 由于PF6‑
的存在，双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐呈现疏水性，而丙烯酰胺和生成 的聚丙烯酰胺含有强亲水性基团—酰胺基，使得亲水性的凝胶颗粒在形成的过 程中受到离子液体的疏水作用，更接近球形，进一步提高了聚丙烯酰胺基凝胶 颗粒的规整度。
[0022]此外，本专利技术将反应温度控制在上述范围可以避免聚合速率过快和引发剂 失效，利于凝胶颗粒的成型；将由基聚合反应的时间控制在一定范围内有利于 促进各组分较完全的发生自由基聚合反应，提高凝胶颗粒的规整度及吸水性。 实施例结果表明，本专利技术制备的聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的粒径在2～3nm之间， 规整度高。
[0023]进一步的，本专利技术选用中和度为60～80％的丙烯酸，可以提高凝胶颗粒的吸 水性。
附图说明
[0024]图1为1
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丁基
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3十二烷基咪唑六氟磷酸盐的红外光谱图；
[0025]图2为1
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乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐与聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的红外光谱 图；
[0026]图3为聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的测量图；
[0027]图4为聚丙烯酰胺基凝胶颗粒凝胶颗粒形貌图；图5为对比例1制备得到的凝胶颗粒的测量示意图；图6为对比例2制备得到的凝胶颗粒的测量示意图。
具体实施方式
[0028]本专利技术提供了一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法，包括以下步骤：
喃或甲苯。在本专利技术中，所述季胺化反应优选在惰性气体的环境下进行，所述 惰性气体优选为氮气。所述季胺化反应优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的 速度优选为40～70r/min，更优选为50～60r/min。本专利技术所述季胺化反应在搅拌的 条件下进行，可以使反应物受热均匀。在季胺化反应过程中，生成的1
‑
乙烯基
‑3‑ꢀ
丙基磺酸咪唑内盐会形成沉淀。
[0037]季胺化反应结束后，本专利技术优选将季胺化反应产物进行抽滤、洗涤、蒸发 和干燥，得到1
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乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐。在本专利技术中，所述洗涤优选用乙 酸乙酯洗涤2～3次。洗涤可以将未反应的1
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乙烯基咪唑与1,3
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丙烷磺内酯去除。 所述蒸发优选在旋转蒸发仪中进行。本专利技术对于所述蒸发的工艺参数没有特殊 的限定，将有机溶剂去除即可。所述干燥优选在真空中进行。所述干燥的时间 优选24h。
[0038]本专利技术所述1
‑
乙烯基
‑3‑
丙基磺酸咪唑内盐的结构式如式II所示：
[0039][0040]1‑
乙烯基
‑3‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酰胺基凝胶颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将制备原料进行交联反应得到预聚液；所述制备原料包括聚合单体、交联剂、引发剂与水；所述聚合单体包括丙烯基类单体和1
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乙烯基
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丙基磺酸咪唑内盐；所述丙烯基类单体包括丙烯酰胺；将所述预聚液滴加至双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐中进行自由基聚合反应，得到聚丙烯酰胺基凝胶颗粒；所述自由基聚合反应的温度为80～95℃；所述自由基聚合反应的时间在5min以上；所述双烷基取代咪唑类六氟磷酸盐的结构如式I所示：所述式I中n为9～20的整数。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯基类单体还包括丙烯酸，所述丙烯酸的中和度为60～80％。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸和丙烯酰胺的质量比为1～4.5：1。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述1
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乙烯基
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丙基磺酸咪唑内盐的物质的量为丙烯基类单体总物质的量的3～15％。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述交联剂的质量为丙烯基类单体质量的1～2％；所述交联剂包括硝酸盐。6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的质量为丙...

【专利技术属性】
技术研发人员：张定军，张梅菊，张晟祥，李文杰，朱福良，何自荣，蒙延双，马应霞，王海燕，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：