生产DMDAAC过程中甲醛形成机制和减量方案初探文献综述

 2022-11-28 04:11

文 献 综 述

1引言

二甲基二烯丙基氯化铵(Dimethyldiallylammonium chloride,简称DMDAAC)是由二甲胺与氯丙烯通过亲核取代和季铵化反应生成的含有不饱和双键的季胺盐,是目前最具实用价值的水溶性阳离子单体之一。其分子中双键可发生均聚和共聚反应得到具有毒性低、易于控制、正电荷密度高或可调、水溶性好、价格低廉且高效等优点的聚合物,该聚合物广泛应用于石油开采、印染造纸、纺织、采矿、日用品、食品和医药等领域[1-4]。以DMDAAC单体为基的聚合物需求量日益增大,其中有大量的DMDAAC单体产品远销欧美市场。然而,单体中的杂质是影响其聚合物产品性质的重要因素[5] 。国内虽已实现DMDAAC工业化生产,但DMDAAC单体产品在纯度、产量上仍与国外存在一定差距,因受欧标限制,部分DMDAAC单体产品的出口因甲醛含量超过欧标而受阻。对于DMDAAC产品中甲醛来源,一般被认为来自DMDAAC 单体的合成过程。但目前为止,关于单体合成过程中甲醛形成的机制与减量研究的文献仍然十分有限,只有本课题组在近几年对实验室合成条件下甲醛形成途径和机制进行研究,而对于工况条件下甲醛形成途径、机制和甲醛减量方法未有文献报道,因此对工况条件下甲醛形成途径、机制和甲醛减量方法的研究为高品质单体产品奠定理论和实验基础。

2 DMDAAC的性质和应用

2.1 DMDAAC的结构与性质

二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)分子式为 C8H16NCl,相对分子质量161.5,熔点为 146~149℃,电荷密度高,毒性低,水溶性好,其水溶液无色透明,无刺激性气味,稍有稠度。常温下十分稳定,刺激性小、毒性低。其产品形态有两种:一种为含有一定浓度的水溶液;一种为固体白色粉末。利用DMDAAC单体在各种pH条件下制备的化合物具有优良的抗盐、抗碱性能;该阳离子单体含有烯基双键基团,可通过聚合反应得到均聚物和各种共聚物[5-7]。该分子结构如图1.1。

图 1.1 DMDAAC 单体的结构式

2.2 DMDAAC的应用

DMDAAC 分子结构中含有不饱和键,可以与其他烯烃类单体发生聚合反应生成各种阳离子聚合物。以DMDAAC单体为基的阳离子聚合物同其它类似产品相比,具有正电荷密度高且相对分子质量易于控制、成本低且无毒无害等优点。其均聚物以及与其他单体(二烯丙基胺)的聚合物,在纺织染整助剂中可作为优越的固色剂,在织物上成膜,提高染色牢度;在造纸助剂中可作为助留滤剂,纸张涂布抗静电;在水处理过程中可用于脱色、絮凝和净化,高效而无毒;在日用化学品中,可用于洗发香波的梳理剂、润湿剂和抗静电剂;在油田化学品中,可用于絮凝剂、堵水剂等[1-4]。在造纸行业与其他单体均聚可做干湿强剂、助留助滤剂。其主要作用是电中和、吸附、絮凝、净化、脱色等,二十多年来在工业上应用广泛且前景广阔。以下仅是单体应用的极个别例子:

例如,2010年,杨海涛[8]以丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,合成了二元聚合物P(AM-DMDAAC),并将该共聚物作为固色剂应用于棉织物的活性染料染色中。在活性染料染色中,该固色剂对棉织物具有较好的固色性能,经其处理的棉织物的染色牢度效果较好。

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