丙烯酰胺衍生物的合成與應用

馮巍

（天津天驕化工有限公司，天津300400）

·開發與應用·

丙烯酰胺衍生物的合成與應用

馮巍

（天津天驕化工有限公司，天津300400）

隨著石油工業的發展又出現了眾多含乙烯基的產品可被用來做共聚的單體如丙烯酸及酯類，苯乙烯，乙酸乙烯等其共聚物被廣泛應用于涂料，紡織物的涂飾及整理，各種粘合劑的制造。為了改進其應用效果和使用性能，經添加各種單體復配共聚完成。本文介紹以丙烯酰胺為初始原料來制備的衍生物。N-羥甲基丙烯酰胺，N-丁氧甲基丙烯酰胺，甲基雙丙烯酰胺，羥甲基丙烯酰胺乙二醇二醚等用作自交聯劑的合成與應用。

丙烯酰胺；單體復配共聚；自交聯劑

1 合成部分

1.1 N-羥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，阻聚劑和催化劑。

反應條件：向反應器內依次投入乙酸乙酯，丙烯酰胺，多聚甲醛，阻聚劑。開動攪拌并使物料升溫，當物料溫度達50℃時保溫后加入催化劑，物料中的多聚甲醛顆粒逐漸消失，液體變得透明，反應物料溫度自然降至42℃左右后隨之溫度復生至50℃，計時45min期間物料逐漸不透明伴隨大量結晶出現，表明反應完全。隨之放出物料與槽內冷卻靜置待自然析出結晶體24h后(視室溫而定)過濾得到白色顆粒結晶為N-羥甲基丙烯酰胺母液回收投入下次反應器內作為溶劑可以連續使用6～7次。制得的N-羥甲基丙烯酰胺收率≥97%，分析結果熔點78℃。溶水率100%，游離醛≤5‰。

1.2 N-丁氧甲基丙烯酰胺的合成

主要原料：N-羥甲基丙烯酰胺（N-MA），丁醇，甲苯，阻聚劑和催化劑?；瘜W反應式：

反應條件：在裝有廻流冷凝器和油水分離裝置的反應器中投入甲苯開起攪拌，依次投入N-MA,丁醇，阻聚劑和催化劑后向反應器加熱，當物料升到108℃時冷凝器內出現廻流，伴有冷凝液體落入油水分離裝置內，冷卻液體出現分層;上層為溶劑甲苯，下層為反應生成的水。隨著反應不斷進行分離器內的甲苯自溢回流到反應器內，收集并計量反應生成水的份數達到理論量即可確認反應終了，此時反應器內的物料可達116℃左右。開始向反應器冷卻降溫，當物料降到70～80℃左右放出物料置于減壓蒸餾裝置內進行減壓蒸餾，去除甲苯得到的產物即為丁氧甲基丙烯酰胺。其性狀為不溶于水的微黃色油狀液體。

1.3 NN-甲撐雙丙烯酰胺的合成。

主要原料：丙烯酰胺，37%的液體甲醛，阻聚劑和催化劑。化學反應式：

制備方法從略。

1.4 N-羥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，阻聚劑和催化劑。化學反應式：

制備方法從略。

2 結果與討論

由丙烯酰胺為初始原料與甲醛，醇類等反應可以合成出多種具有乙烯鍵和多種官能團的單體。N-MA及其醚類可用于熱固性樹酯的組分之一，而又可承擔交聯劑的作用稱作自交聯劑，N-MA通常是應用乙烯系乳膠制備的活性單體其共聚物管廣泛應用于纖維素制品的涂層印花粘結劑非織布制造粘合劑皮革制品涂飾劑，另外它們還具備在紫外光照下聚合交聯（印刷固體版的制造和絲網印刷制版的光敏膠）。由于N-MA的活性羥甲基對自由聚合反應不敏感，因此再共聚乳液合成時不影響單體共聚反應而通常只在熱固條件下極易進行自縮合反應，使聚合乳液體交聯成膜并且兩個羥甲基縮合后其熱穩定性良好耐磨牢度，耐水性，抗折性大大提高。N-MA一般使用量在3%～8%重量份為佳如果使用量高于10%會使乳液過早膠化降低儲存期和導致交聯成膜的耐水性降低。N-MA的交聯模式(見圖1)。

圖1

另丁氧甲基丙烯酰胺是由N-MA與醇發應經脫水醚化而成結構中它醚化后的羥甲基活性小因而不會發生過早交聯其共聚乳液穩定性良好。

3 應用實例

3.1 涂料印花粘合劑的制備（N-MA的應用）

丙烯酸丁酯 70

甲基丙烯酸甲酯 13

丙烯 13

N-MA 4

陰離子表面活性劑 1.2

非離子表面活性劑 4.5

聚合引發劑 0.22

條件：乳液聚合

3.2 特種非織布粘合劑的制備（N-丁氧甲基丙烯酰胺的應用）

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

陰離子表面活性劑 1

非離子表面活性劑 5

聚合引發劑 0.2

條件：乳液聚合

3.3 絲網制版感光樹脂制備（羥甲基丙烯酰胺乙二醇二醚的應用）

三元尼龍 100

羥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

活性紅 1

無水乙醇 500

條件：將上述固體原料于65～70℃之間全溶于無水乙醇中即可刮涂絲網版上，經干燥后與底片共置于黑光燈下曝光2～3min即可。用熱乙醇沖洗版面未曝光處則圖案顯示出來。

3 結語展望

以丙烯酰胺為原始物料與其他多種原料制備出多種化合物，并根據其自身特性應用于不同的領域，有待進一步研發。

10.3969/j.issn.1008-1267.2015.04.009

TQ225.26+1

A

1008-1267（2015）04-0027-02

2015-03-31