凈水處理劑-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸

1理化性能

2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸又稱t-丁基丙烯酰胺磺酸、丙烯酰胺-t-丁基磺酸，簡稱AMPS。分子式C7H1304NS。分子量207.24,為白色結晶體粉末。

AMPS有酸臭味。熔點-20.7°C,沸點185°C(降解點），pH值為2.6,0.1%水溶液具有吸濕性和水溶性，在25°C的水中溶解度為150g/100g。溶于DMF,微溶于甲醇、乙醇，不溶于丙酮、甲苯等溶劑。

AMPS是一種強酸，水溶液的pH值與其濃度有關，干燥的單體在常溫下穩定，但水溶液極易聚合，AMPS的鈉鹽水溶液較穩定。

2工藝技術

AMPS的生產工藝分為一步法和二步法，一步法是將原料丙烯腈、異丁烯、發煙硫酸在適當溫度下一起反應，然后分離出產物AMPS;二步法是在反應溶劑存在下先將異丁烯于低溫下用發煙硫酸或三氧化硫磺化，得到磺化中間體，然后在硫酸存在下與AN(丙烯腈）反應，之后分離出產物AMPS。

方法1以丙烯腈、異丁烯、濃硫酸和叔丁醇等為原料，在特制的復合催化劑存在下制備AMPS。

該工藝的過程是：將濃硫酸加入反應釜中，在適宜溫度下加入過量的丙烯腈，攪拌均勻后加入反應量的叔丁醇，保溫攬拌一定時間后通入異丁烯，異丁烯通完后于一定溫度下反應0.5~3.0h后靜止、結晶、過濾、洗滌、烘干，即得AMPS產品（色譜純度99.5%)。

可以將定量的AM、AMPS、第三單體和適量水加入反應器內，合成條件為：AMPS/(AM+第三單體）=2/8(摩爾比），第三單體為單體總量的0.7%(摩爾比），單體濃度20%,引發劑用量0.055%,于攪拌下溶解后再用NaOH溶液調節體系pH值至所需范圍，在氮氣保護下升溫至35~50°C;加入引發劑，于恒溫條件下反應10h,即得凝膠狀有彈性的產物，該產物命名為合成聚合物。

方法2在裝有機械攪拌器、回流冷凝管的四口燒瓶中，按一定配比加入AA、次亞磷酸鈉、少量助劑和蒸餾水，在一定溫度和攪拌條件下，分別同時滴加過硫酸鈉水溶液和AMPS水溶液進行共聚反應。滴加時間控制在2h左右，單體和引發劑滴加完畢后，繼續保溫反應一段時間。停止加熱，攪拌，冷卻出料，得淺黃色黏稠液體。

方法3在裝有攪拌器、溫度計、冷凝管和滴液漏斗的三口反應瓶中，加入NaH2P02和水，攪拌溶解，升溫至一定溫度后滴加引發劑水溶液和單體AA、AMPS、HPA或EA的混合物水溶液，滴加時間為1.5~2.h,繼續攬拌反應1.0~2.0h,冷卻至40°C左右，即可得到固體含量高于30%(質量分數）的淡黃色黏稠狀的透明共聚物產品。

方法4用丙烯酸（M)、AMPS、次磷酸鈉及過硫酸鈉為原料，合成含膦基、羧基和磺酸基的多功能水處理劑。控制反應溫度為110°C、反應時間為4h、單體質量比AA:AMPS為3:1,該聚合物對阻垢鈣鹽及鋅鹽沉積的綜合性能最佳。

方法5在裝有機械攪拌器、恒壓漏斗、冷凝器、溫度計的四口瓶中，按一定比例加入部分順酐、丙烯酸與甲基丙烯酸及丙烯酸、AMPS等部分單體、調聚劑、還原劑和蒸餾水，加熱到一定溫度后，分別同時滴加剩余單體和引發劑。滴加完畢后繼續保溫一段時間，停止加熱，冷卻后出料，得到淡黃色透明黏裯液體。

方法6共聚物

在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、滴液漏斗和溫度計的四口燒瓶中、加入一定量的馬來酸酐、次磷酸鈉和蒸餾水，在攬拌條件下，當溫度升高到80°C時，開始滴加過硫酸鉀和按一定比例混和的甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的水溶液，進行共聚合成反應，反應溫度控制在80°C,滴加時間在1h左右，單體、引發劑滴加完畢后，繼續保溫反應2h,停止加熱、攬拌、冷卻出料，得到一種淡黃色的黏稠液體。

方法7將計量的AMPS、M溶于適量的水中，在冷卻條件下，用NaOH水溶液中和至一定程度，然后加入AM、N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺，通入氮氣15min后加入引發劑，在45~55°C下攪拌反應3h。反應完畢后經降溫、造粒、干燥、粉碎后得小顆粒狀白色聚合物產品。

固體AMPS:AM:AA摩爾比為0.45:0.35:0.2,應嚴格控制反應條件，在交聯劑用量低于單體量的0.06%時，產物的吸液率隨交聯劑量的增加而増加，當交聯劑量大于0.06%時產物的吸液率顯著下降。交聯劑用量不足時，產物交聯度小，可溶部分增多；交聯劑過量時，產物交聯點增多，網絡空間變小，吸液率下降。

方法8共調聚物

先向帶攪拌器、滴液漏斗、冷凝管的四口反應瓶中加入50mL水,加熱回流，分別同時滴加：①過硫酸鈉水溶液；②AA+AMPS+NaH2PO4的混合溶液。控制一定的反應溫度，滴加完畢后再反應一定時間，然后冷卻至室溫，得到淡黃色透明液體。取一部分該液體，用旋轉蒸發器蒸掉剩余的反應物和溶劑，然后將其溶于水中，用分液漏斗分液，棄去上層有機層，反復幾次，直到接近無色，用旋轉蒸發器蒸掉其中的水分，再真空干燥后進行紅外光譜及核磁共振譜測定，確定其結構。

將計量的AMPS單體溶于適量的水中，冷卻后用適當濃度的氫氧化鈉溶液中和，并調整體系的pH值達到要求；在攪拌下加入丙烯酰胺和第三單體等，待其溶解后升到所需溫度；向上述體系中加入引發劑（均溶于適量水中），攪拌均勻后，于恒定溫度反應5?10h得凝膠狀產物；將所得產物剪切成顆粒狀，于100~120°C下洪干，粉碎即得AMPS聚合物產品。

將定量的AM、AMPS、第三單體和適量的水加入反應瓶內，攪拌使之溶解后，再用堿液調節pH值至所需的范圍。在氮氣保護下升溫到40~45°C。加入引發劑，在恒溫下反應10h后得凝膠狀彈性聚合物產品。

可以用布氏黏度計測定聚合物溶液黏度。

含有AMPS的共聚物吸水材料具有較寬的應用范圍，有較強的吸收含有高價金屬離子的電解質水溶液的能力。將AMPS和丙烯腈的混合物與淀粉接枝產物在AIC3存在下用NaOH水解，經過HCI/甲醇混合溶液中和后得到快速吸水的高吸水材料。AMPS與丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基三甲基氯化銨與羥乙基纖維素接枝共聚可得到抗溫性能好的吸水材料。

上述一步法較兩步法投資少，成本低，工藝及設備簡單，反應周期短，后處理過程簡單，產品收率與純度高。作為綠色工藝，為國外制備AMPS的主要方法。