一種2,3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子材料領域，具體的說是一種2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法。
【背景技術】
[0002]2，3-環氧丙基三甲基氯化銨(ETA)是一種反應活性體，分子內既存在季銨陽離子，又含有反應活性很高的環氧基團，在一定條件下可通過開環聚合生成聚醚季銨鹽類高聚物。聚醚季銨鹽是一種新型高分子材料，其分子鏈上帶有正電荷，水溶性好，具有高效低毒的特點，對人體器官皮膚無腐蝕刺激，殺菌效果好，是新型的非氧化性殺菌劑。該產品還兼有粘泥剝離、浮選、侵蝕和破乳等功能，可用于工業循環水中，亦可作為多功能污水處理劑用于工業污水處理中，尤其在油田采油過程的回注水處理中有重要應用。有關2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合方法的研究近年有報道，但反應副產物較多，聚醚產品的不飽和度較大，分子量分布也很寬，而且所制備的聚醚季銨鹽的消泡性能不佳。
【發明內容】
[0003]針對上述現有2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合方法反應副產物較多，聚醚產品的不飽和度較大，分子量分布也很寬，而且所制備的聚醚季銨鹽的消泡性能不佳等缺陷，本發明的是提供一種2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:
一種2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法，包括以下步驟:
步驟一:取2，3-環氧丙基三甲基氯化銨，用乙酸乙酯溶解，備用，所述乙酸乙酯的用量為每8g 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨加15~25mL ；
步驟二:向步驟一所得溶液中加入起始劑甲醇，于55?75°C、100KPa、氮氣保護下攪拌、回流30min后，加入引發劑SnCl2，反應5?10h，至有淡黃色透明均相溶液出現時，滴加鹽酸調節PH至中性，得反應液備用，所述起始劑甲醇的加入量為每Sg 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨0.5-1.5mL，所述引發劑SnCl2的加入量為2，3-環氧丙基三甲基氯化銨重量的0.1-0.6% ；
步驟三:取步驟二所得反應液真空減壓蒸餾至不再有餾出物，取所得產品干燥，即得目標產物；
所述步驟一中乙酸乙酯的用量為每Sg 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨20mL;
所述步驟二中起始劑甲醇的加入量為每Sg 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨ImL ；
所述步驟二中引發劑SnCl2的加入量為2，3-環氧丙基三甲基氯化銨重量的0.45% ； 所述步驟二中的反應溫度為70°C ；
所述步驟二中的反應時間為7h。
[0005]本發明的有益效果:
本發明提供了 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨(ETA)直接開環聚合生成聚醚季銨鹽(PETA)的反應過程，選取有機相聚合反應體系，以甲醇做起始劑，乙酸乙酯為溶劑，氯化亞錫為引發劑，選用溶液體系一步聚合法，可以有效避免水相聚合的副反應，所得產物的純度高，分子量分布變窄；且聚合溫度低，有機溶劑可以回收利用，不會造成環境污染；本發明所選起始劑、溶劑、引發劑原料廉價易得，工藝操作簡單，聚醚轉化率高，且產物具有良好的消泡性能和電導率，在污水處理與液體電解質的研發領域有著廣闊的前景。
【附圖說明】
[0006]圖1反應溫度對聚醚季銨鹽(PETA)產品相對粘度的影響圖；
圖2反應溫度對聚醚季銨鹽(PETA)產品轉化率的影響圖；
圖3反應時間對聚醚季銨鹽(PETA)產品相對粘度的影響圖；
圖4反應時間對聚醚季銨鹽(PETA)產品轉化率的影響圖；
圖5引發劑用量對聚醚季銨鹽(PETA)產品轉化率的影響圖；
圖6引發劑用量對聚醚季銨鹽(PETA)產品相對粘度的影響圖；
圖7聚醚季銨鹽(PETA)消泡效率實驗數據表；
圖8聚醚季銨鹽(PETA)不同溫度時的電導率數據；
圖9 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨(ETA) IR圖譜；
圖10聚醚季銨鹽(PETA) IR圖譜。
【具體實施方式】
[0007]下面結合【具體實施方式】對本發明做進一步的闡述。
[0008]實施例1
一種2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法，包括以下步驟:
步驟一:取2，3-環氧丙基三甲基氯化銨Sg，用20mL乙酸乙酯溶解，備用；
步驟二:向步驟一所得溶液中加入ImL起始劑甲醇，于70°C、100KPa、氮氣保護下攪拌、回流30min后，加入0.45% 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨重量的引發劑SnCl2,反應7h，至有淡黃色透明均相溶液出現時，滴加鹽酸調節PH至中性，得反應液備用；
步驟三:取步驟二所得反應液真空減壓蒸餾至不再有餾出物，取所得產品干燥，即得目標產物。
[0009]實施例2
一種2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法，包括以下步驟:
步驟一:取2，3-環氧丙基三甲基氯化銨Sg，用15mL乙酸乙酯溶解，備用；
步驟二:向步驟一所得溶液中加入0.5mL起始劑甲醇，于55°C、100KPa、氮氣保護下攪拌、回流30min后，加入0.6% 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨重量的引發劑SnCl2，反應5h，至有淡黃色透明均相溶液出現時，滴加鹽酸調節PH至中性，得反應液備用；
步驟三:取步驟二所得反應液真空減壓蒸餾至不再有餾出物，取所得產品干燥，即得目標產物。
[0010]實施例3
一種2，3-環氧丙基三甲基氯化銨開環聚合的方法，包括以下步驟:
步驟一:取2，3-環氧丙基三甲基氯化銨Sg，用25mL乙酸乙酯溶解，備用； 步驟二:向步驟一所得溶液中加入1.5mL起始劑甲醇，于75°C、100KPa、氮氣保護下攪拌、回流30min后，加入0.1% 2，3-環氧丙基三甲基氯化銨重量的引發劑SnCl2，反應10h，至有淡黃色透明均相溶液出現時，滴加鹽酸調節PH至中性，得反應液備用；
步驟三:取步驟二所得反應液真空減壓蒸餾至不再有餾出物，取所得產品干燥，即得目標產物。
[0011](I)相對黏度的測定
取蒸餾水30mL加入到烏貝路德黏度計中，在25°C恒溫一段時間，然后測定蒸餾水從a刻度線流動到b刻度線的流過時間
[0012]準確稱取2.0g所制得的樣品，倒入50mL容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，置于25°C恒溫水中，恒溫一段時間后測定溶液從a刻度線流動到b刻度線的流過時間t ；
樣品的相對黏度按照下式計算:相對黏度L= t /t0O
[0013](2)環氧值的測定
取所制得的樣品2.0g,置于50mL容量瓶中，加入4mLl.0mol.L—1氫氧化鈉水溶液，用蒸餾水稀釋定容，靜置lh，取上述容量瓶中的溶液4mL，加入8mL水，用0.5 mol.L—1鹽酸標準溶液滴定到百里酚酞褪色為止，消耗鹽酸標準溶液體積為b ml ;另取上述容量瓶中的溶液4 ml,加入飽和亞硫酸鈉水溶液8 ml,混勻后置于室溫反應半小時,然后用0.5 mol.L-1鹽酸標準溶液滴定到百里酚酞褪色為止，消耗鹽酸標準溶液體積為a ml。按下式計算環氧值:
E=[(a-b) XMXN/1000]