2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的性质及应用

第30卷第2期2007年02月2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的性质及应用刘书静,李汉承2果秀敏,王春,马晶军1(1.河北农业大学化学系河北保定071001;2.中化化工科学技术研究院,北京100083)[摘要]介绍了一种重要的化工有机中间体2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸,主要从性质、应用领域国内外开发现状进行了综述[关键词]2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸:性质;应用[中图分类号]TQ247.51[文献标识码]A[文章编号]1003-5095(2007)020017-032-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS是一种水泥分散剂、早强剂、增强剂:APS与丙烯酸、四氢苯甲溶性阴离子单体,是极具发展潜力的有机中间体,具酸、木质素磺酸等接枝共聚,可以制备钻井液分散剂有多种优异性能,广泛用于纺织、石油开采、水处理、和抗钙性能好的稳定剂、降黏剂、降滤失剂等;AMPS塑料、造纸和涂料等领域。本品均聚物或丙烯酸共聚与N-乙烯基吡咯烷酮类的嵌段共聚物,作为三次采低分子量聚电解质在工业生产及应用中有广泛的用油的增黏剂,在高温、高压、高剪切条件下使用不发生途,是当前水处理阻垢分解剂中阻止磷酸钙、碳酸钙、降解,稳定性良好。目前AMPS作为有效的改性单体已锌盐、铁、黏泥最好的分散剂;纺织上作为浆料,加入经渗入油田化学品各个领域的聚合物改性,很好解决合成纤维中可改善织物吸湿性;本品的均聚和共聚物了采油聚合物中抗盐性、抗高温性、抗剪切三大棘手可改善油井中油流动状况,提高产量。因此,日益受到问题。我国AMPS最大市场是油田三次采油,作为钻井科学工作者和生产者的重视液、完井液和压裂液等1AMPS的性质2.2水处理工业2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸是强酸,在水溶目前全球约1/3的AWPS单体用于水处理工业液中其pH取决于它的浓度。其钠盐在水中为中性,在MPs的均聚物或与丙烯酰胺、丙烯酸等单体的共聚25℃时,100g水可溶解150g本品,100g二甲基物可作为污水净化过程中的淤泥脱水剂;在封闭水甲酰胺①MF)可溶解大于100g本品。30%乙醇中本品循环系统中用作铁、锌、铝、铜以及合金的防腐剂;还最大溶解度为30%,其余溶剂对它溶解度均很小。它可用于加热器冷却塔、空气净化剂和气体净化剂的极易吸水,干燥的AMPS在室温下很稳定,不会自聚除垢剂、阻垢剂等。国外大量使用表明,以AMS作为合,但它在水溶液中很易聚合。其在水溶液中水解很处理剂用量少,效果优于现有聚丙烯酰胺类水处理慢,本品钠盐在pH=9的水溶液1个月内不水解剂。目前国内一些大中城市污水处理已经开始使用2APS主要应用领域AMPS,其中华东年消耗约300t,华南年消耗约150t,京津2.1石油工业唐年消耗200t,年总消耗量约650t。聚丙烯酰胺是重要的油田化学品,但耐盐、耐高2.3合成纤维工业温、耐酸性差,易发生沉淀。研究发现,AMPS作为改性AMPS同丙烯腈共聚,可以显著改善腈纶、丙烯酸单体效果非常明显。AMPS与甲基丙烯酸丙烯酰胺制酯类合成纤维的染色功能,作为合成纤维染色推进剂成三元共聚物,用于固井水泥外加剂,可起到高温缓具有良好性能,可以提高合成纤维吸湿性、耐热性、防凝作用,可以在高温髙盐环境下使用;与NN-二甲基污性,使之具有离子交换性,还能改进纤维手感和强丙烯酰胺的共聚物可用于油井水泥浆失水剂;与木质度。AMPS对聚酯聚酰胺、聚丙烯、聚偏乙烯等也具有素磺酸钙、丙烯酰胺的接枝共聚物,是非常优异的水明中国煤化工[收稿日期]2006-12-11CNMHG[作者简介刘书静(1979-),女,助教,研究方向为高分子化含有AMPS的水溶性聚合物,可以作为纸张增强学剂、精纸浆及其填料利用率的提高剂在纸等无纺物18·河北化工第2制造过程中的浆料分散剂纸剥离性提高剂等。在纸制得磺化苯乙烯/马来酸酐共聚物,可较好阻CaC3张生产过程中,AMPS可用于改进填料和纸浆碎屑的垢,与其他药剂复合使用,效果更佳保留率,并提高浆料的脱水速率等。目前,我国进口的AMPS总量约为3.2万t/a,进2.5涂料工业口价格为4万元/t,随着各行业逐步对APS优越性AMPS是涂料工业性能优良的改性剂、胶粘剂和能的认识和国民经济的快速发展,国内对AMPS的需涂饰剂等性能提高剂。AMPS共聚物用作丙烯酸系阴求量将快速上升。由于生产技术落后致使产品质量离子电泳漆或固化涂料的基础树脂能明显提高涂膜差、价格高污染重生产出的粗品也只能用于造纸、光泽和强度。AMPS和多羟基化合物加热熔融的混合水处理等领域。对于像油田化工、化纤纺织涂料生产物是热熔性胶粘剂。AMS与偏氯乙烯一丙烯酸树脂以及电子工业等产品质量要求高的行业,生产所需的共聚得到的水溶性聚合物涂到聚烯烃膜上,可以提高AMPS只能依赖进口其耐热密封性能。3.2国外开发现状2.6医药和日化工业20世纪80年代,国际上出现了含磺酸基团共聚由AMPS和丙烯腈共聚得到中空纤维,可用于血物的开发热潮,将AMPS单体(2-丙烯酰胺-2-甲基液透析,也可用于改善治疗血栓疾病AMS和亚乙基丙基磺酸)引进共聚物,这类共聚物具有多功能性,可丙烯酸二甲酯交联制备的聚合物可作为隐形眼镜的以有效地防治由于均聚物与水中离子反应,产生难溶优质材料AMS共聚物水溶液或乙醇溶液可作为医性聚合物钙凝胶的后果,能有效地分散颗粒物,用电极的黏附液体,其特点是导电性能好,不伤害皮稳定金属离子,尤其对铁垢有很好的阻垢分散作用。肤。另外,APS的均聚物在化妆品方面可作为膏霜、目前国外已开发的产品有 AA/AMPS; AA/AM/AMPS口红等增稠剂、润滑剂等。AA/AMPS/乙烯醇; AA/AMPS/AMPP; AA/AMPS/SS。国外3国内外开发现状专利报道的降失水剂主要有二元共聚物:P3.1国内开发现状(NNDMA/AMPS)、P(St/AMPS)、P(VP/S);三元共聚物P我国AMPS研究与生产起步晚,国内于20世纪( AM/AMPS/AA)、P( AM/AMPS/IA)、P(St/AMPS/AA)P90年代初开发成功。河南辉县振兴化工厂采用中国 AM/VMAA/AMPS);四元共聚物:P(AMwP/APS/AA)。石油科学研究院技术建成70t/a小规模装置,经过目前,AMPS已成为国内引人瞩目的热点有机化多年努力和技术创新,目前能够生产出995%AMS。工原料,部分科研机构的合成技术也较成熟,尤其是近年来,黑龙江石油科学研究院成功开发出APS合我国许多油田处于三次采油期国内水处理领域用量成技术,并与山东寿光联盟化工集团合作建成1000t/a巨大,都对APS质量和数量提出了更高更多要求。因装置,产品纯度为99.2%,达到聚合级要求。另外,南此国内在加快建设APS装置的同时,应加大应用研京伊亚化工公司菏泽朝辉化工有限公司、铜陵星海究力度,以促进APS工业健康快速发展合成材料厂等也建有小规模装置。目前国内AMPS应[参考文献]用研究相当薄弱,主要在油田和水处理领域使用,合1纪永亮95水处理药剂研究及应用学术研讨会论文评价U]工业水处理,1995,15(6):1-4成技术与国外相比差距较大,因此产品纯度不高,也(2]林保平等丙烯酸/2-丙烯酰肢氧基乙磺酸钠共聚物阻碳酸钙垢影响到下游产品应用。性能研究[]工业水处理,1995,15(5):8-10崔小明以丙烯酸/AMPS共聚而成产品YSS-913路长青等磺酸共聚物的合成及阻垢性能的研究[门工业水处理,类似于国外最初开发的一个品种,林保平等合成的(王德字、磺化苯乙烯一马来酸酐共聚物的合成及其阻垢性能研究丙烯酸/2-丙烯酰氧基乙磺酸钠共聚物有较好的阻].工业水处理1994,14(5):12-15垢效果,该共聚物对ca有较高的容忍度,可用于冯截,彭志刚陈大钩,等油井水泥抗盐降失水剂F的室内Ca2含量较高的冷却水中。路长青等[3】合成丙烯合成与性能评价[]钻井液与完井液,2004,21(3):25-27酸/2-丙烯酰胺/2-甲基丙基磺酸三元共聚物对其ustP:45156019505-07[8]Us[P]:阻垢机理研究表明:该共聚物在阻Ca3PO)2垢、稳定9Jus中国煤化工锌和分散氧化铁方面性能优越并证明磺酸基团是阻019[]uCNMHGCa3O)2垢的有效官能团。王德宇利用苯乙烯与马a2.:514.925来酸酐先共聚然后用制得的共聚物与S03磺化反应GBP1:220252619880928(下转第20页)河北化工第2期将准备好的供试品开口置于药品稳定性实验箱2.3室温留样考察中,温度调节为60℃,放置10d于第5d,第10d取模拟上市包装3批样品适量,在室温条件下自取样。按规定项目检测,结果见表3然放置(温度18-28℃,相对湿度60%±15%)。分别表3高温(60℃)实验结果于36、9个月末定期取样检测,并与0个月样品比时呵/性状外观p值比旋度/C)干燥失重A%含量%结果较,结果见表6。0白色结晶性粉末7.2106.10.0299.8合格微黄色7.1106299.6不合格表6室温留样考察结果批时间外观pH比旋度干燥失含量10黄色7.210590.0399.7不合值/(°)重伟高%2.2.2高湿度实验0白色结品粉末7.5105.40.0599.6合格供试品开口置于药品稳定性实验箱中,温度调节7.5105.50.0499.5合格为25℃,相对湿度调为90%±5%放置10d于第5d0601102自色7.510540.059.5合格和第10d取样,同时准确称量实验前后供试品的重3白色量,以考察维生素钠吸湿潮解性,若吸湿增重5%以6为白色2510600595合格上,则在相对湿度75%±5%条件下,同法进行实验,若1白色7.5105.90.0799.5合格吸湿增重在5%以下,其他考察项目符合要求则不再0601112色7.4105.90.05996合格进行此项实验,结果见表43白色7.5106.00.0499.5合格表4高湿度实验0%±5%)25℃6类白色74106.10.089.5合格时间外观pH比旋度干燥失含量结备0白色结晶粉末75105.50.0699.6合格/d性状值/(重偶%伟%论注1白色75105.60.0499.5合格白色结晶0601122白色7.5105.50.0599.5合格7.2106.10.028合格合格性粉末3白色7.5105.50.0799.4合格结晶体微红增湿重量.8不合格吸湿增重6类白色005995合格板结严重0.12%不明显3结论结品体,板结严重发黄7.2106增湿重量9.4不合格吸湿增重维生素C钠在储存、运输过程中,要遮光、密闭、不明显防潮远离热源保证产品在有效期内的质量。在两种包2.2.3强光实验(表5装形式下,经过6个月加速实验,从第1个月就发现表5光照实验结果(4500±500)1x包装B的样品外观基本没有变化,与包装A区别不太时间外观pH比旋度干燥含量结备明显,从第2个月包装B明显好于包装A,故本品拟d,性状值/C)失重/%A论注0白色结晶性粉末72106.10.0299.8合格合格采用包装B即里层塑料袋外层铝箔袋。5白色发污7.110620.0599.7不合格外观变化参考文献]10类白色发污7210540.04998不合格外观变化,[1]中华人民共和国药典2000二部[S.200Study the Stability Effects of Sodium Ascorbate on Packaging MaterialsNIU Hui-fen, ZHANG Xian-zhi, XU Xue-zeng(1. Hebei Welcome Pharmaceutical Co, Ltd, Shi jiazhuang 050031, China; 2. The Grand Pharmacy of NCPC, Shi jiazhuang 050031ChinaAbstract: The effects of different packaging materials on Sodium ascorbate under different conditions of temperature,humidity, light and periods of time were studieKey words: Sodium ascorbate: packaging material; stabilit33W3景33”33是3晷(上接第18页)The Property and Application of 2-Acrylanmido-2-methylpropanesulfonic acidLIU Shu-jing, LI Han-cheng GUO Xiu-min, WANG Chun', MA Jing-ju(1. Department of Chemistry University of Agriculture of HebeResearch Institute ofChina Chemistry Science and Technology, Bei jing 100083, China)中国煤化工Abstract:In this paper we introduced one chemistryintermediateN MHGIfonic acid, review theproperty, summarized the application and the development of research inside and outside.Key words: 2-acrylanmido-2-methylpropanesulfonic acid: property: application