转载 水溶性聚合物的制备、性质及进展

关键词：聚合物    标准物质    标准溶液    化学试剂        标准物质对照品   



水溶性聚合物又称水溶性树脂或水溶性高分子，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而
形成溶液和分散液。水溶性聚合物被作为一类物质研究至今仅30多年历史，它具有特殊的亲水性能。这是
因为其分子中含有亲水基团，最常见的亲水基团是羧基、羟基、酰胺基、胺基、醚基等。由于它的分子量
可以控制，高到数千万，低到几百，其亲水基团的强弱和数量可以按要求加以调节。而其亲水基团等活性
官能团还可以进行再反应，生成具有新官能团的化合物，这类聚合物均含有亲水基与疏水基组份，所以具
有两性性质。可用作增稠剂、胶凝剂、稳定剂、絮凝剂、涂料、粘合剂、乳化剂等。广泛应用于造纸、水
净化、国防、石油、采矿、冶金、化纤、纺织、印染、食品、化工、农业、医药等行业及部门[1~2]。
这类聚合物总体上又可细分为水溶性聚合物、水溶性功能聚合物、水溶性聚合物树脂和高聚物水凝
胶、智能性高聚物水凝胶。按照目前世界两类聚合物的技术开发以及消费状况看,仍以丙烯酰胺及其衍生物
的均聚物和共聚物,丙烯酸及其衍生物的均聚物和共聚物以及磺化苯乙烯类为主的多元共聚物为主导市场。
本文就水溶性聚合物的制备、性质及其进展做简单概述。
1．水溶性聚合物的分类
水溶性高分子化合物可以分为四大类:有机天然水溶性高分子化合物，有机半合成水溶性高分子化合
物、有机合成水溶性高分子化合物和无机水溶性高分子化合物。
1 .1有机天然水溶性高分子化合物
有机天然水溶性高分子化合物以植物或动物为原料，通过物理过程或物理化学的方法提取而得。这类
产品最常见的有淀粉类、海藻类、植物胶类、动物胶类、微生物胶等五种。
1 .2有机半合成水溶性高分子化合物
有机半合成水溶性高分子化合物由天然物质经化学改性而得。常见的品种有改性纤维素类和改性淀粉
类。
1 .3有机合成水溶性高分子化合物
有机合成水溶性高分子化合物由化学方法合成而得，分为加聚类和缩聚类两种。
1 .4无机水溶性高分子化合物
无机水溶性高分子化合物包括天然和合成聚合物，这类化合物实质上是一类无机胶体，在水中能形成
胶态分散液，主要用做增稠剂、悬浮剂、胶凝剂和乳液稳定剂。品种主要包括:硅酸镁铝、硅酸镁锂、硅酸
镁钠、膨润土和改性膨润土、水辉石和改性水辉石等。
2．水溶性聚合物的制备方法
    通常说来，一般聚合物的制备方法也适用于水溶性聚合物的制备，但水溶性聚合物的制备也有其特殊
性，水溶性聚合物制备主要以自由基方式进行均聚、共聚或接枝等获得。聚合方法按介质分类主要有水溶
液聚合，有机溶剂聚合，常规乳液聚合，悬浮聚合以及80年代以来研究尤其活跃的反相微乳液聚合、反相
悬浮聚合、接枝共聚、互穿/半互穿聚合物网络技术，大分子组合化学。引发方式主要有化学引发中的氧
化-还原引发和非氧化-还原引发、辐射引发、光化学引发等单元型或多元复合型引发方式[5]。现将其按反
应方式概括如下。
2.1 单体聚合法
通过单体均聚反应合成水溶性聚合物，如聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚甲基丙烯酸等。该类聚合反应选用
水溶性引发剂，通过共聚引入亲水性单体使聚合物具有水溶性，如丙烯酰胺于2-丙烯酰胺基十六烷磺酸铵
的无规共聚物[6]和聚苯乙烯与聚丙烯酰胺的嵌段共聚物[7]。
2.2 缩聚与共缩聚
将单体采用共缩聚的方法合成水溶性高聚物。如甲醛、尿素和苯酚共缩聚，同时发生磺甲基化反应，
分子链引入亲水基团。
2.3 大分子反应法
大分子通过自身的基团反应，引入水化基团。这类例子较多，如聚乙烯醇、聚乙烯基胺的合成，聚苯
乙烯的磺化等。文献[8]介绍了以乙烯基吡啶和环丁磺酸醋制备一种重要用途的高分子胺内酯型水溶性电解
质