丙烯酰胺衍生物的合成与应用

冯巍

（天津天骄化工有限公司，天津300400）

·开发与应用·

丙烯酰胺衍生物的合成与应用

冯巍

（天津天骄化工有限公司，天津300400）

随着石油工业的发展又出现了众多含乙烯基的产品可被用来做共聚的单体如丙烯酸及酯类，苯乙烯，乙酸乙烯等其共聚物被广泛应用于涂料，纺织物的涂饰及整理，各种粘合剂的制造。为了改进其应用效果和使用性能，经添加各种单体复配共聚完成。本文介绍以丙烯酰胺为初始原料来制备的衍生物。N-羟甲基丙烯酰胺，N-丁氧甲基丙烯酰胺，甲基双丙烯酰胺，羟甲基丙烯酰胺乙二醇二醚等用作自交联剂的合成与应用。

丙烯酰胺；单体复配共聚；自交联剂

1 合成部分

1.1 N-羟甲基丙烯酰胺的合成

主要原料：丙烯酰胺，多聚甲醛，乙酸乙酯，阻聚剂和催化剂。

反应条件：向反应器内依次投入乙酸乙酯，丙烯酰胺，多聚甲醛，阻聚剂。开动搅拌并使物料升温，当物料温度达50℃时保温后加入催化剂，物料中的多聚甲醛颗粒逐渐消失，液体变得透明，反应物料温度自然降至42℃左右后随之温度复生至50℃，计时45min期间物料逐渐不透明伴随大量结晶出现，表明反应完全。随之放出物料与槽内冷却静置待自然析出结晶体24h后(视室温而定)过滤得到白色颗粒结晶为N-羟甲基丙烯酰胺母液回收投入下次反应器内作为溶剂可以连续使用6～7次。制得的N-羟甲基丙烯酰胺收率≥97%，分析结果熔点78℃。溶水率100%，游离醛≤5‰。

1.2 N-丁氧甲基丙烯酰胺的合成

主要原料：N-羟甲基丙烯酰胺（N-MA），丁醇，甲苯，阻聚剂和催化剂。化学反应式：

反应条件：在装有廻流冷凝器和油水分离装置的反应器中投入甲苯开起搅拌，依次投入N-MA,丁醇，阻聚剂和催化剂后向反应器加热，当物料升到108℃时冷凝器内出现廻流，伴有冷凝液体落入油水分离装置内，冷却液体出现分层;上层为溶剂甲苯，下层为反应生成的水。随着反应不断进行分离器内的甲苯自溢回流到反应器内，收集并计量反应生成水的份数达到理论量即可确认反应终了，此时反应器内的物料可达116℃左右。开始向反应器冷却降温，当物料降到70～80℃左右放出物料置于减压蒸馏装置内进行减压蒸馏，去除甲苯得到的产物即为丁氧甲基丙烯酰胺。其性状为不溶于水的微黄色油状液体。

1.3 NN-甲撑双丙烯酰胺的合成。

主要原料：丙烯酰胺，37%的液体甲醛，阻聚剂和催化剂。化学反应式：

制备方法从略。

1.4 N-羟甲基丙烯酰胺乙二醇二醚的合成

主要原料：N-MA乙二醇，甲苯，阻聚剂和催化剂。化学反应式：

制备方法从略。

2 结果与讨论

由丙烯酰胺为初始原料与甲醛，醇类等反应可以合成出多种具有乙烯键和多种官能团的单体。N-MA及其醚类可用于热固性树酯的组分之一，而又可承担交联剂的作用称作自交联剂，N-MA通常是应用乙烯系乳胶制备的活性单体其共聚物管广泛应用于纤维素制品的涂层印花粘结剂非织布制造粘合剂皮革制品涂饰剂，另外它们还具备在紫外光照下聚合交联（印刷固体版的制造和丝网印刷制版的光敏胶）。由于N-MA的活性羟甲基对自由聚合反应不敏感，因此再共聚乳液合成时不影响单体共聚反应而通常只在热固条件下极易进行自缩合反应，使聚合乳液体交联成膜并且两个羟甲基缩合后其热稳定性良好耐磨牢度，耐水性，抗折性大大提高。N-MA一般使用量在3%～8%重量份为佳如果使用量高于10%会使乳液过早胶化降低储存期和导致交联成膜的耐水性降低。N-MA的交联模式(见图1)。

图1

另丁氧甲基丙烯酰胺是由N-MA与醇发应经脱水醚化而成结构中它醚化后的羟甲基活性小因而不会发生过早交联其共聚乳液稳定性良好。

3 应用实例

3.1 涂料印花粘合剂的制备（N-MA的应用）

丙烯酸丁酯 70

甲基丙烯酸甲酯 13

丙烯 13

N-MA 4

阴离子表面活性剂 1.2

非离子表面活性剂 4.5

聚合引发剂 0.22

条件：乳液聚合

3.2 特种非织布粘合剂的制备（N-丁氧甲基丙烯酰胺的应用）

丙烯酸2-乙基己酯 65

甲基丙烯酸甲酯 5

丙烯 24

丁氧甲基丙烯酰胺 6

聚乙烯醇 2

阴离子表面活性剂 1

非离子表面活性剂 5

聚合引发剂 0.2

条件：乳液聚合

3.3 丝网制版感光树脂制备（羟甲基丙烯酰胺乙二醇二醚的应用）

三元尼龙 100

羟甲基丙烯酰胺乙二醇二醚 40

二苯甲酮 3

安息香乙醚 0.2

米氏酮 0.3

乙二醇 2

活性红 1

无水乙醇 500

条件：将上述固体原料于65～70℃之间全溶于无水乙醇中即可刮涂丝网版上，经干燥后与底片共置于黑光灯下曝光2～3min即可。用热乙醇冲洗版面未曝光处则图案显示出来。

3 结语展望

以丙烯酰胺为原始物料与其他多种原料制备出多种化合物，并根据其自身特性应用于不同的领域，有待进一步研发。

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.04.009

TQ225.26+1

A

1008-1267（2015）04-0027-02

2015-03-31