聚乙烯胺的制备研究

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作者：

叶加久

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摘要：

聚乙烯胺(Polyvinylamine,PVAm)是一种线性的水溶功能性高分子材料,因为侧链含有大量高活性的氨基,能发生很多氨基可以发生的反应,所以它不仅有很重要的理论价值,又有重要的实际应用价值.目前聚乙烯胺的合成方法有聚(N-酰基)乙烯胺水解法,Hofmann降解法,聚氯乙烯氨化法,乙烯胺单体聚合法,其中Hofmann法简便易行,有工业化潜力.本文采用Hofmann法制备聚乙烯胺,旨在得到高胺化度的聚乙烯胺(PVAm)并且适宜工业规模化生产的方法. 首先通过含氮量和分子量的对比分析对原料进行筛选,寻找适合做Hofmann降级反应的原料.在前人工作的基础上对常规的Hofmann法的投料方式,操作方法等进行改良.在改良的方法基础上重新对产品质量有重要影响的因素进行了考察,比如投料量,反应时间和温度等,以优化反应的条件. Hofmann法制备聚乙烯胺不可避免的要使用到大量的醇碱混合母液,本文研究了母液的回收分离,及循环使用的次数. 实验结果表明,改良的方法不仅对小分子量的PAM效果良好,对较大分子量PAM也有较好适用性.采用氮含量超过17%,分子量60-100万的原料,氯代反应n(NaClO):n(NaOH):n(PAM)=2:1:1,温度0至-5℃;重排反应n(NaOH):n(PAM)=25:1,时间8h.可以得到产率78%,胺化度达到85%稳定值的产物.重排反应母液能够回收使用3次. 另外,本文提出了直接胺化法,以聚氯乙烯(PVC)为原料制备聚乙烯胺,该法经一步亲和取代,并且原料易得,反应条件温和. 最后,本文研究了以聚乙烯胺作为载体负载辅酶烟酰酐和接枝金属催化剂.虽然在负载辅酶烟酰酐上没有得到负载物,却能成功将聚乙烯胺盐酸盐能够与Pd(OAc)2接枝,通过N-Pd配位形成PVA/Pd催化剂,该催化剂在水相中催化Suzuki偶联反应具有明显的优势,并有多次回收使用的潜力.

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关键词：

Hofmann 降级反应 聚丙烯酰胺 聚乙烯胺 胺化度 接枝Pd(OAc)2

学位级别：

硕士

学位年度：

2012