Page 55 - 《精细化工》2021年第7期
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第 7 期           王永吉，等:  甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵单体、聚合物合成及应用研究进展                                   ·1337·


            2.2.2   与其他天然高分子接枝改性                               的香波洗涤头发后的平均湿梳理做功分别为 700 和
                 将 MAPTAC 与天然高分子进行接枝改性制备                       400 W/J。说明由该高分子调理剂配制的香波具有显
            得到的聚合物，不仅具有天然高分子的生物可降解、                            著的调理性能，增加了平滑度和柔软性。
            原材料来源广等优点，而且还具有 MAPTAC 分子自                             2020 年，NGUYEN 等     [65] 以 MAPTAC、丙烯酸
            身结构优势。                                             和/或丙烯酸甲酯为原料制备得到聚合物。此聚合物
                 2013 年，POURJAVADI 等     [51] 在氮气气氛下将          与唑啉官能化的聚合物复配形成洗发膏。通过测
            淀粉溶液于 80  ℃加热 30 min，然后加入 MAPTAC                   量接触角考察使用该洗发膏后的疏水性。实验结果
            和 AM 原料，混合均匀后加入 APS 引发剂，反应                         表明，单独使用唑啉官能化的聚合物，毛发的接
            15 min，首次制备得到新型阳离子淀粉〔Salep-g-P                     触角为 0°，而使用复配物后接触角为 117.07°。说明
            (AM-MAPTAC)〕高效絮凝剂，通过 GPC 测定其相                      复配物中添加以 MAPTAC 为原料制备的聚合物后
                                    6
            对分子质量 M w 为 3.13×10 。该絮凝剂充分利用天然                    可赋予头发疏水性，改善头发质量。
            高分子淀粉的增稠性能和 MAPTAC 分子上的正电荷                             此外，还有很多的专利          [66-68] 将 MAPTAC 聚合物
            特点，在沉降水泥颗粒方面效果显著，使水泥颗粒沉                            用于沐浴露、香波、护发素、摩丝、烫发定型剂、
                                                       [7]
            降速度减慢，电中和效果增强。2017 年，葛亚玲 以                         发油和滋润剂，均说明 MAPTAC 的聚合物具有良好
            AM 和 MAPTAC 为接枝单体，偶氮二异丁咪唑啉盐                        的配伍性，并可用于可以较长时间保存的水溶液产
            酸盐为引发剂，紫外光引发下对壳聚糖（CTS）进行                           品中。
            接枝改性得到新型絮凝剂 CTS-g-P(AM-MAPTAC)，                    3.2   石油开采领域

            其特征黏度为 5.49 dL/g  （30  ℃，1 mol/L NaCl 溶                自 20 世纪 80 年代以来，阳离子型聚合物已在
            液）。该聚合物不仅具有壳聚糖自身优良的物化特                             石油开采领域得到长足的应用和发展，比如钻井液、
            性、絮凝性能等优点，而且还具有因 MAPTAC 所引                         完井液、压裂液、三次采油、油气田废水净化等方
            入的杀菌性优点。该产物在高岭土悬浮液和大肠杆                             面 [69] 。然而，油田储层温度较高，丙烯酰氧烷基类
                                                               季铵盐聚合物在高温下分子侧链上的酯基官能团易
            菌悬浮液的废水处理中效果良好，具有很好的应用
                                                               降解，不能充分发挥其实际的应用性能。因此，研
            前景。
                                                               究者开始进行油田用的 MAPTAC 聚合物研究工作。
                 通过 MAPTAC 对天然高分子进行接枝改性的
            报道还有很多        [52-53] 。可见充分发挥天然高分子和                例如，1996 年已有文献表明，美国埃克森研究工程
                                                               公司以 MAPTAC 为阳离子单体，开发研究用于酸、
            MAPTAC 分子结构的优点，制备得到具有更多功能
                                                               碱、盐溶液的多功用增稠剂或胶凝剂，主要用于油
            与应用性能的产物，进一步扩大 MAPTAC 聚合物的
                                                               气田开发中酸化、压裂施工以增产油气                  [69] 。
            应用领域，是一个有特色的方向。
                                                                   2013 年，WANG 等    [59] 以 AM、2-丙烯酰胺基-2-
            3  MAPTAC 聚合物的应用                                   甲基丙磺酸（2-Acrylamide-2-methylpropanesulfonic
                                                               acid，简称 AMPS）和 MAPTAC 为共聚单体，合成
                 目前，MAPTAC 的聚合物已应用于 日化用                        了一种在高压高温条件下用于油田钻井的三元共聚
            品 [54-55] 、水处理 [56-57] 、石油开采  [58-59] 、造纸 [60-61] 和  物钻井液降失水剂。在 176~204  ℃、3.44 MPa 条件
            医学  [53,62] 等诸多领域。                                 下降滤失剂加量为钻井液体系总质量的 0.7%~1.3%
            3.1   日化用品领域                                       时，滤失量（API）为 10~30 mL，结果表明，该降
                 MAPTAC 聚合物具有与其他季铵盐聚合物相同                       滤失剂与其他添加剂具有良好的协同作用，经高温
            的特点，即分子链上含有正电荷，但是仍然可以通                             高压老化后钻井液泥浆仍具有良好的流变性能和降
            过调整离子度或投料配比使其能与阴离子表面活性                             滤失水效果。
            剂具有良好的配伍性能而获得应用。MAPTAC 聚合                              2019 年，HUANG 等   [70] 以 AM、AMPS 和 MAPTAC
            物又因含有与其他季铵盐聚合物不相同的耐温耐压                             为原料，以 APS 为引发剂，合成一种水基钻井液降
            和耐酸碱耐盐性的酰胺键，因而在较宽 pH 和较高                           滤失剂。水泥浆中加入 0.5%（以钻井液体系总质量
            温度情况下仍能长时间稳定，被广泛地应用在需要                             为基准）降滤失剂，老化条件为 150  ℃×16 h，滤失
            较长时间保存的护理产品中             [63] 。                    量（API）为 1.8 mL。该合成反应条件温和，制备
                 2011 年，程建华等     [64] 以 MAPTAC、甲基丙烯酸           过程简单。所得产品为乳液状降滤失剂，溶解速度
            甲酯、2-丙烯酰胺丙磺酸钠等为原料，亚硫酸氢钠                            快，现场使用方便。所得降滤失剂能够在加量较少
            为链转移剂，偶氮二异丁氰为引发剂制备得到高分                             的情况下保持较高的降滤失性能。
            子调理剂。结果表明，不添加与添加高分子调理剂                                 类似地，还有更多文献           [59,71] 以 MAPTAC 为原
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