聚酰胺多胺环氧氯丙烷的合成

聚酰胺多胺环氧氯丙烷的合成
第22卷第2期
2004年6月
胶体与聚合物
ChineseJournalofColloid&polymer
V ol_22No.2
Jun.2004
聚酰胺多胺环氧氯丙烷的合成①
涂世俭胡明何培新
(湖北大学化学与材料科学学院武汉430062)
摘要研究了以己二酸和二乙烯三胺为原料,分别用盐酸和对甲基苯磺酸作催化剂.通过缩合反应来
制备聚酰胺多胺.结果表明,该法具有缩短反应时间,降低反应温度的优点,pH值为3～4时可贮存六个月以
上.
关键词聚酰胺多胺环氧氯丙烷,催化缩合.纸张湿强剂
聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)作为一种具
有较高含固量的水溶性阳离子热固体,因其在中
碱性抄纸条件下对纸张具有优良的湿强度性能,
同时在造纸过程中减少了对纸机的腐蚀,因而
对其合成及性能的研究具有十分重要的现实意
义,本文在酸性条件下对其合成作了进一步的研
究.
1实验部分
1.1原料
己二酸,分析纯,天津市科密欧化学试剂开发
中心;二乙烯三胺,化学纯,武汉医药集团化学试
剂厂;盐酸,分析纯,湖北省化工科技开发公司华
飞化学试剂厂;环氧氯丙烷,分析纯,上海染料化
工十四厂;丙酮,分析纯,武汉市江北化工厂.
1.2制备
1.2.1聚乙酰二乙烯三胺的制备在装有电动
搅拌器,温度计,水份分离器,冷凝器的100ml三
口烧瓶中,加入乙二酸30.825g(0.2110mo1),蒸
馏水6ml和二乙烯三胺22.80ml(0.2216mo1),催
化剂若干.然后开始搅拌,可立即观察到放热现象.当自发反应渐趋结束时加热升温.当反应液
温度达135'C左右时,在水份分离器的下端看到有冷凝液滴,通过水份分离器把它们分离掉.反应在165'C保温2h,在190C保温2h,冷却,并向上述反应物中加蒸馏水26ml,所得亮黄色,透明黏稠状
液体即是聚己二酰二乙烯三胺,固含率50左右.
1.2.2聚己二酰二乙烯三胺环氧氯丙烷的合成
在装有电动搅拌器,温度计,滴液漏斗和冷凝
器的四口烧瓶中放人自行合成的聚己二酸二乙烯三胺水溶液34.01g和蒸馏水41ml,滴加环氧氯丙烷7.5ml.在室温搅拌条件下把环氧氯丙烷逐渐
滴加到反应瓶中,历时10rain.滴加结束后加热升温,反应液在58C保温30min至溶液变为亮黄色澄清液时立即去水浴,用10盐酸调节pH值至3.5～4.5左右,此时溶液为红棕色透明液体.
1.3分析测试
1.3.1红外光谱(IR)测试用Perkin—Elmer
公司SpectrumOne型IR红外光谱仪分析产品结构.
1.3.2黏度测试用四川1成都分析仪器厂的
NXS一11型旋转黏度计对产品的黏度进行分析
测试.
1.3.3贮存稳定性测试用10H盐酸凋制不同
pH值的产品存放于阴暗室温条件下,测定不同
pH值的产品的贮存稳定性.
2结果与讨论
2.1产物结构
产物聚己二酸二乙烯三胺的IR谱图
①收稿日期:2001—04—01
湖北省教育厅国际合作项目和高分子材料湖北省重点实验室资助课题
24胶体与聚合物第22卷
1630cm附近出现C—O的吸收峰,在1540cm
出现N—H的吸收峰说明产物中存在酰胺.在
1640"--1670cm无吸收峰,证明产物中不存在叔
酰胺,由此可知聚己二酰二乙烯三胺为线性的.产
物聚己二酸二乙烯三胺环氧氯丙烷的IR谱图中
1280cm和1080cm附近出现吸收峰是叔胺的
吸收峰,仲酰胺(1630cm和1540cm)的吸收峰
没有明显减弱说明环氧氯丙烷接枝到了聚己二酰
二乙烯三胺的仲胺上.
2.2催化剂对反应的影响
表1催化剂对反应的影响
无催化荆盐酸催化对甲苯磺酸催化
】65℃僳温/h45454.5454.5
19O℃僳沮/h1hlh/lh/
生成物黏度/cP900.0312'13151003.11121653103018
同吉率/%49.9348.415O.O3495149.25
从表1可以看出,加入酸性催化剂后,可以降
低反应温度,缩短反应时间,加快反应速率.每摩
尔聚己二酰二乙烯三胺所需酸性催化剂的量可在
0.O5～0.1mol的范围内变动,用量过低时效果不
明显,用量过高所得聚合物分子量反而降低.
2.3pH值对贮存稳定性的影响
表2pH值对PAE贮存稳定性的影响
pH5.06.07.08.09.010.0
凝胶时间57d10d5d3d20h15h
从表2可以看出,随着产品pH值的降低,产
品的贮存稳定性逐步升高,pH值为3～4时可贮
存六个月以上.
3结论
在聚己二酰二乙烯三胺缩合反应中,酸性催
化剂能缩短反应时间,降低反应温度,使反应物的
分子量有一定增大.从贮存稳定性条件可以看出,
pH值降低,产品贮存稳定性上升,pH值为3～4
时可贮存六个月以上.
参考文献
1吴佩琛等,中国造纸,1988,7(2):28～34.
SynthesisofPolyamide--Polyamsne--Epichlorohydrin TuShijianHuMingHePeixin
(TheFacultyofChemistry&MaterialsScienceHubeiUniversityWuhan430062) AbstractThePaperdescribedthepreparationofpolyamide—polyamine—Epichlorohydrin
(PAE)byacid—catalyzedp0lycondensationofadipicacidwithdiethy!enetriamine.Theeffectsof temperature,catalysts,andthetimeofreactionontheyieldwerediscussed. KeywordsPolyamide—Polyamine—Epichlorohydrin;Acid—catalyzedpolyconelensation;Paper
additive。