2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸

2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸

2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸,英文名稱2-Acrylamide-2-methylpro panesulfonic acid(簡稱AMPS) ,為白色結晶粉末,熔點185℃,微有酸味,具有較強的吸濕性。其水溶液呈酸性,溶於二甲基醯胺,部分溶於甲醇、乙醇,難溶於丙酮。

2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸,英文名稱2-Acrylamide-2-methylpro panesulfonic acid(簡稱AMPS)
理化特性 本品為白色結晶粉末,熔點185℃,微有酸味,具有較強的吸濕性。如受潮,AMPS單體自己會發生聚合。其水溶液呈酸性,溶於二甲基醯胺,部分溶於甲醇、乙醇,難溶於丙酮。
化學性能
1、分子式:C7H13NO4S
2、分子量:207.24
3、PH值:0.1%(重量比)水溶液PH值為2.6,其鈉鹽溶液是中性的。
4、穩定性:在室溫下穩定。在水溶液中,單體水解的速度非常緩慢,但必須添加阻聚劑,以防止其自聚;鈉鹽的水溶液在PH值大於9的條件下,具有優良的耐水解性;均聚物具有良好的熱穩定性。
5、聚合性:AMPS單體即可進行均聚,也可進行共聚。AMPS在水中的聚合熱平均為22千卡/摩爾,水和二甲基甲醯胺都可作為聚合的介質。
AMPS(2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸)是極具發展潛力的有機中間體,具有多種優異性能,廣泛用於紡織、石油開採、水處理、塑膠、造紙和塗料等領域。
合成方法
AMPS合成主要以丙烯腈、異丁烯、發煙硫酸為原料,將發煙硫酸加到丙烯腈和異丁烯混合物中,在多種添加劑存在下直接反應得到成品。
中國AMPS研究與生產起步晚,AMPS用途廣泛,而國外生產廠家較少,這給中國生產與發展帶來良好的機遇。目前國內AMPS套用研究相當薄弱,主要在油田和水處理領域使用,合成技術與國外相比差距較大,因此產品純度不高,也影響到下游產品套用。
套用
石油工業
聚丙烯醯胺是重要的油田化學品,但其剪下安定性差、泵送時機械降解嚴重;耐鹽性差,易發生沉澱;耐高溫、耐酸性差。因此,聚丙烯醯胺改性已成為石油領域的研究熱點。研究發現,AMPS作為改性單體效果非常明顯。AMPS與甲基丙烯酸、丙烯醯胺製成三元共聚物,用於固井水泥外加劑,可起到高溫緩凝作用,可以在高溫高鹽環境下使用;與N,N-二甲基丙烯醯胺的共聚物可用於油井水泥漿失水劑;與木質素磺酸鈣、丙烯醯胺的接枝共聚物,是非常優異的水泥分散劑、早強劑、增強劑;AMPS與丙烯酸、四氫苯甲酸、木質素磺酸等接枝共聚,可以製備鑽井液分散劑和抗鈣性能好的穩定劑、降粘劑、降濾失劑等;AMPS與N-乙烯基吡咯烷酮類的嵌段共聚物,作為三次採油的增粘劑,在高溫、高壓、高剪下條件下使用不發生降解,穩定性良好。目前AMPS作為有效的改性單體已經滲入油田化學品各個領域的聚合物改性,很好解決了採油聚合物中抗鹽性、抗高溫性、抗剪下三大棘手問題。中國AMPS最大市場是油田三次採油,作為鑽井液、完井液和壓裂液等。
水處理工業
目前全球約1/3的AMPS單體用於水處理工業。AMPS的均聚物或與丙烯醯胺、丙烯酸等單體的共聚物,可作為污水淨化過程中的淤泥脫水劑;在封閉水循環系統中用作鐵、鋅、鋁、銅以及合金的防腐劑;還可用於加熱器、冷卻塔、空氣淨化劑和氣體淨化劑的除垢劑、阻垢劑等。國外大量使用表明,以AMPS作為處理劑用量少,效果優於現有聚丙烯醯胺類水處理劑。目前國內一些大中城市污水處理已經開始使用AMPS,其中華東年消耗約300噸,華南年消耗約150噸,京津唐年消耗200噸,年總消耗量約650噸,預計2005年將達到1000噸。
合成纖維工業
AMPS同丙烯腈共聚,可以顯著改善腈綸、丙烯酸酯類合成纖維的染色功能,作為合成纖維染色推進劑具有良好性能,可以提高合成纖維吸濕性、耐熱性、防污性,使之具有離子交換性,還能改進纖維手感和強度。AMPS對聚酯、聚醯胺、聚丙烯、聚偏乙烯等也具有明顯的改善染色效果。近年來,國內合成纖維建設投資明顯加快,目前該領域AMPS年消耗量約600噸,預計2005年將達到1000噸。
造紙工業
含有AMPS的水溶性聚合物,可以作為紙張增強劑、精紙漿及其填料利用率的提高劑,在紙等無紡物抄造過程中的漿料分散劑、紙剝離性提高劑等。在紙張生產過程中,AMPS可用於改進填料和紙漿碎屑的保留率,並提高漿料的脫水速率等。
塗料工業
AMPS是塗料工業性能優良的改性劑、膠粘劑和塗飾劑等性能提高劑。AMPS共聚物用作丙烯酸系陰離子電泳漆或固化塗料的基礎樹脂,能明顯提高塗膜光澤、強度和耐候性。AMPS和多羥基化合物加熱熔融的混合物是熱熔性膠粘劑。AMPS與偏氯乙烯-丙烯酸樹脂共聚得到的水溶性聚合物塗到聚烯烴膜上,可以提高其耐熱密封性能。
醫藥和日化工業
由AMPS和丙烯腈共聚得到中空纖維,可用於血液透析,也可用於改善治療血栓疾病;AMPS和亞乙基丙烯酸二甲酯交聯製備的聚合物,可作為隱形眼鏡的優質材料;AMPS共聚物水溶液或乙醇溶液可作為醫用電極的粘附液體,其特點是導電性能好,不傷害皮膚。另外,AMPS的均聚物在化妝品方面可作為膏霜、口紅等增稠劑、潤滑劑等。
目前AMPS已成為國內引人矚目的熱點有機化工原料,部分科研機構的合成技術也較成熟,尤其是中國許多油田處於三次採油期,國內水處理領域用量巨大,都對AMPS質量和數量提出了更高更多要求。因此,國內在加快建設AMPS裝置的同時,應加大套用研究力度,以促進AMPS工業健康快速發展。

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