聚丙烯酸钠的制备方法

1.本发明涉及聚合物制备以及工业或工程废弃物回收技术领域，特别是涉及一种聚丙烯酸钠的制备方法。


背景技术：

2.丙烯酸盐聚合物(聚丙烯酸盐)是一种以丙烯酸盐为单体的高分子聚合物，它的主链与聚丙烯酸一样，但其侧链则是羧酸阳离子盐。大多数的丙烯酸盐聚合物都具有模量高、刚性大、耐热和绝缘性好等优点，被广泛应用于电子、机械、建筑工程等领域。在建筑工程领域，我国水利水电科学研究院和长江科学院先后于80年代中后期，在前人工作的基础上研发丙烯酸盐化学灌浆材料，其作用和原理是在一定引发剂下丙烯酸盐聚合成不溶于水的丙烯酸盐胶凝体聚合物并实现防渗堵漏的效果，此类材料也在长江三峡等工程上得到应用。
3.然而，在丙烯酸盐聚合物材料应用于多个领域的同时，此材料的废弃物的回收利用方法却鲜有研究。以建筑工程领域用到的丙烯酸镁防水材料为例，该材料在施工的过程中难免会有材料因为储存不当或超过保质期而自身聚合，或因为工人操作不当而出现材料在非施工区域聚合的现象。这些情况下都会产生难溶于水的聚丙烯酸镁废弃物，目前，针对这种聚丙烯酸镁等聚丙烯酸废弃物尚没有一种环保高效的回收方法使其可以回收利用。
4.因此，有必要提供一种可以简便环保地回收聚丙烯酸盐废弃物的方法。


技术实现要素：

5.基于此，本发明提供了一种丙烯酸钠聚合物的制备方法，该制备方法可以利用聚丙烯酸盐废弃物为原料制备得到丙烯酸钠聚合物，从而实现了聚丙烯酸盐废弃物的回收利用。
6.本发明包括如下技术方案。
7.一种聚丙烯酸钠的制备方法，包括如下步骤：
8.(1)将聚丙烯酸盐放在含钠离子的水溶液中浸泡，过滤，所得固体即所述聚丙烯酸钠；
9.所述聚丙烯酸盐为二价阳离子盐或者大于二价的阳离子盐。
10.在其中一些实施例中，所述聚丙烯酸钠的制备方法包括如下步骤：
11.(1)将聚丙烯酸盐放在含钠离子的水溶液中浸泡；
12.(2)将步骤(1)所得混合物过滤，再将所得固体放入水中浸泡，过滤，所得固体即所述聚丙烯酸钠。
13.在其中一些实施例中，所述聚丙烯酸钠的制备方法包括如下步骤：
14.(1)将聚丙烯酸盐放在含钠离子的水溶液中浸泡；
15.(2)将步骤(1)所得混合物过滤，再将所得固体放入水中浸泡；
16.(3)将步骤(2)所得混合物过滤，再将所得固体重复步骤(1)和/或步骤(2)一次或多次，最后过滤得到的固体即所述聚丙烯酸钠。
17.在其中一些实施例中，所述聚丙烯酸盐选自聚丙烯酸镁、聚丙烯酸钙、聚丙烯酸铝、聚丙烯酸锶、聚丙烯酸钡、聚丙烯酸钪、聚丙烯酸钇、聚丙烯酸钛、聚丙烯酸锆、聚丙烯酸钒、聚丙烯酸铌、聚丙烯酸铬、聚丙烯酸钼、聚丙烯酸锰、聚丙烯酸铁、聚丙烯酸钴、聚丙烯酸镍、聚丙烯酸铜、聚丙烯酸锌、聚丙烯酸镉、聚丙烯酸汞、聚丙烯酸镓、聚丙烯酸铟、聚丙烯酸铊、聚丙烯酸锗、聚丙烯酸锡、聚丙烯酸铅、聚丙烯酸锑和聚丙烯酸铋中的一种或多种。
18.在其中一些实施例中，所述聚丙烯酸盐选自聚丙烯酸镁、聚丙烯酸钙、聚丙烯酸铝、聚丙烯酸铁、聚丙烯酸钴、聚丙烯酸镍、聚丙烯酸铜和聚丙烯酸锌中的一种或多种。
19.在其中一些实施例中，所述含钠离子的水溶液中包含如下任意一种或多种化合物：氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氟化钠、溴化钠、碘化钠、氢氧化钠、亚硫酸钠、亚硝酸钠、硫酸氢钠、亚硫酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸钠、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、草酸钠、草酸氢钠、水杨酸钠、磺基水杨酸钠、醋酸钠、氨三乙酸钠、氨三乙酸一氢钠、氨三乙酸二氢钠、乙二胺三乙酸钠、乙二胺三乙酸一氢钠、乙二胺三乙酸二氢钠、乙二胺四乙酸钠、乙二胺四乙酸一氢钠、乙二胺四乙酸二氢钠、乙二胺四乙酸三氢钠。
20.在其中一些实施例中，所述含钠离子的水溶液中包含如下任意一种或多种化合物：氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、溴化钠、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸钠、草酸钠、醋酸钠、乙二胺四乙酸钠、乙二胺四乙酸一氢钠、乙二胺四乙酸二氢钠、乙二胺四乙酸三氢钠。
21.在其中一些实施例中，所述含钠离子的水溶液中钠离子的浓度≥0.0000001mol/l，优选≥0.0001mol/l，更优选≥0.1mol/l，最优选≥1mol/l。
22.在其中一些实施例中，所述聚丙烯酸盐与所述含钠离子的水溶液中的钠离子的比例为1g：0.0000001mol至1g：10mol；优选为1g：0.001mol至1g：5mol，更优选为1g：0.005mol至1g：0.1mol。
23.在其中一些实施例中，所述浸泡可以各自独立的选自为≥20分钟，优选≥1小时，更优选≥6小时，再优选≥12小时，最优选≥24小时。
24.在其中一些实施例中，所述浸泡的温度为0℃～100℃，优选为10℃～100℃。
25.本发明的聚丙烯酸钠的制备方法具有以下有益效果：
26.本发明的聚丙烯酸钠的制备方法，其所用原料丙烯酸盐聚合物可以是各种工业或建筑工程的丙烯酸盐聚合物废弃物，即该制备方法可以利用聚丙烯酸盐废弃物为原料制备得到丙烯酸钠聚合物。制备得到的聚丙烯酸钠是一种新型功能高分子材料和重要化工产品，可以用作水处理剂、盐水精制及胶乳增稠，也可用作食品增粘、乳化等领域。从而实现了聚丙烯酸盐废弃物的回收利用，增加了此类废弃物的附加价值，实现资源的循环利用，避免了资源的浪费和对环境的污染。同时制备过程简便，能耗低，降低了丙烯酸盐聚合物废弃物的回收处理成本，提高了丙烯酸盐聚合物的利用效率，适合工业化生产和应用。
附图说明
27.图1是未处理过的丙烯酸镁聚合物，其中，a是sem照片；b是相应的eds元素分析。
28.图2是本发明实施例3中的聚丙烯酸钠产物，其中a是sem照片；b是相应的eds元素分析。
具体实施方式
29.下面通过具体实施例来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
30.除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不用于限制本发明。
31.本发明的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选地还包括没有列出的步骤，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤。
32.在本发明中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
33.以下为具体实施例。以下实施例中所用的原料，如无特殊说明，均可从常规商业途径得到；所采用的工艺，如无特殊说明，均采用本领域的常规工艺。以下如无特殊说明，室温指的25
±
5℃。
34.在本发明中，“清水”表示一般意义上的单一相淡水，其中可溶物含量小于0.5g/l。
35.以下实施例中，分子量的测量以标准聚苯乙烯样品为基准，通过gpc方法测得。
36.实施例1
37.在室温下，将丙烯酸镁聚合物1.5g放入氢氧化钠溶液(0.1mol/l，100ml)中浸泡反应12小时，过滤，干燥所得固体，得聚丙烯酸钠1.4g，分子量mw＝5.2万。
38.实施例2
39.在室温下，将丙烯酸钙聚合物1.5g放入乙二胺四乙酸钠溶液(0.1mol/l，100ml)中浸泡反应12小时，过滤，干燥所得固体，得丙烯酸钠聚合物1.3g，分子量mw＝5.1万。
40.实施例3
41.在室温下，将丙烯酸镁聚合物1.5g放入氯化钠溶液(1mol/l，100ml)中浸泡反应24小时，过滤，所得固体继续放入清水中浸泡24小时，再过滤，干燥所得固体，得丙烯酸钠聚合物1.5g(如图2所示)，分子量mw＝5.0万。
42.实施例4
43.在室温下，将丙烯酸镁聚合物1.5g放入碳酸钠溶液(1mol/l，100ml)中浸泡反应12小时，过滤，所得固体继续放入清水中浸泡24小时，再过滤，所得固体继续放入碳酸钠溶液(1mol/l，100ml)中浸泡反应12小时，再过滤，干燥所得固体，得丙烯酸钠聚合物1.3g，分子量mw＝5.5万。
44.实施例5
45.在室温下，将丙烯酸镁聚合物1.5g放入氯化钠溶液(1mol/l，100ml)中浸泡反应12小时，过滤，所得固体继续放入清水中浸泡24小时，再过滤，所得固体继续放入碳酸钠溶液(0.1mol/l，100ml)中浸泡反应6小时，再过滤，所得固体继续放入清水中浸泡6小时，再过滤，干燥所得固体，得丙烯酸钠聚合物1.2g，分子量mw＝5.5万。
46.由上述实施例可知，按照本发明提供的一种丙烯酸钠聚合物的制备方法，不仅能
够生产丙烯酸钠聚合物(转化率从元素分析可知达90％以上)，而且过程简单、能耗低，可以充分利用各种含二价或更高价阳离子的丙烯酸盐聚合物废弃物为原料，增加了此类废弃物的附加价值，实现资源的循环利用，避免了资源的浪费和对环境的污染。
47.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
48.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求书为准。