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2020年8月贾印霜等.磺基甜菜碱耐高温起泡剂的合成与性能评价1磺基甜菜碱耐高温起泡剂的合成与性能评价贾印霜I,范振忠2,刘庆旺$,孙傲$,尉小明'1.大庆钻探工程公司钻井三公司,2.东北石油大学:黑龙江大庆163300；3.国家能源稠（重）油开采研发中心，辽宁盘锦124000摘要磺基甜菜碱是一种具有磺酸基的两性表面活性剂，具有较强的起泡性能和耐温性。
室内合成了磺基甜菜碱耐高温起泡剂，转化率达到90%。
通过与亲水性二氧化硅纳米颗粒稳泡剂复配，可以形成耐高温泡沫体系，体系耐温可达300X.,300t下起泡体积为638mL,半衰期为59.5min,耐原油性能大于10%，矿化度对泡沫体系基本无影响。
关键词磺基甜菜碱起泡剂泡沫体积半衰期耐高温泡沫驱油技术是在注蒸汽开采后期注入起泡剂和稳泡剂在孔隙运移过程中形成泡沫，一方面泡沫黏度比蒸汽大，降低了驱替介质的流度，减弱了蒸汽超覆和指进⑶；另一方面，泡沫可以通过封堵高渗孔道,改善后续驱替介质在油层中的分配，使后续驱替液均匀地在油层中推进，提高波及系数。
该技术要求起泡剂和稳泡剂具有耐高温、耐高矿化度、与地层流体（特别是原油）配伍性好等特点⑷。
耐高温起泡剂需具有以下条件⑸:1）起泡性能好，与气体接触后能够产生大量的泡沫，起泡体积大，泡沫稳定性强，性能稳定寿命长;2）与储层流体配伍性好，在和高矿化度地层水、原油及各种化学添加剂接触后,仍能够保持原来的性质及稳定性⑹；3）具有耐高温的性质,经过高温处理依然可以保持一定的起泡能力和稳泡性能⑺。
磺基甜菜碱是一种具有磺酸基和阳离子的两性表面活性剂，具有较强的起泡性能，具有磺酸基，主链为饱和的碳链，其耐温性较强,通过与耐高温的无机固相纳米稳泡剂复配，可以形成耐高温泡沫体系，适用于蒸汽驱后的高温稠油油层进一步提高采收率卩“］。
1实验部分1.1原料及仪器环氧氯丙烷、十二烷基二甲基叔胺、氢氧化钠、亚硫酸钠、氯化钠、氯化钙、亲水性二氧化硅纳米颗粒、疏水性二氧化硅纳米颗粒、碳酸钙纳米颗粒,上海阿拉丁股份有限公司；水解聚丙烯酰胺,相对分子质量1200x10",水解度30%,大庆油田助剂厂;模拟不同矿化度的地层水，由不同浓度的氯化钠和氯化钙溶液配制；辽河油田稠油,50°C 时的黏度为4600mPa•s。
1. 稀土固体超强酸S2O82- / Sb2O3 / La3+催化剂制备：将8g SbC13溶于40mL乙醇和20mL苯的混合液中，搅拌充分溶解后得透明锑醇液，再向溶液中加入10mL异丙醇，使醇化反应进行得更彻底,然后加入少量阴离子表面活性剂,并滴加氨水，使之发生水解反应,得到胶状沉淀，低温陈化12h左右，多次洗涤至无Cl-检出。
滤饼于110℃烘干后，研磨过100目筛。
搅拌下将Sb2O3浸渍在一定浓度的(NH4）S2O8溶液中lh，用量为每克Sb2O3用15mL（NH4)2S2O8溶液,抽滤，烘干，置于马弗炉中2焙烧,得S2O82-/ Sb203催化剂。
将Sb2O3浸渍在一定浓度的(NH4)2S2O8和一定浓度的La(NO3）3的混合液1h，抽滤、烘干置于马弗炉在不同的温度和时间下焙烧,得一系列S2O82—/ Sb2O3 / La3+固体超强酸催化剂，置于干燥器中备用。
以代号表示不同制备条件下所得催化剂。
参考文献:稀土固体超强酸S2O82- / Sb2O3 / La3+的制备及催化性能研究舒华1,连亨池2,闫鹏2，吴文胜2，郭海福2（1．铜仁学院生化系，贵州铜仁554300；2．肇庆学院化学化工学院，广东肇庆526061）稀土，2008.12（29卷第6期)2。
稀土固体超强酸SO42—／TiO2-La2O3制备：将一定量La203溶于浓度为3。
0 mol·L-1的稀盐酸中,配成La3+溶液,再按一定量比量取TiC14与La3+溶液混合，用NH4 ·H 0［w(NH3)=12％］水解至溶液呈碱性,控制pH值在8~9，沉淀完全，静置24 h后进行抽滤，并用蒸馏水不断洗涤至沉淀无Cl—存在(用0.1mol·L-1的AgNO3检验)，于105℃烘干后研细．再将该粉末浸泡于浓度为0。
8 mol·L—1的稀H2SO4中24 h,然后抽滤，放入干燥箱中在110℃烘干，于一定的温度下焙烧活化3 h,冷却后置于干燥器中备用.参考文献：稀土改性固体超强酸催化剂SO42-/TiO2-La2 O3的制备及其催化性能杨水金 , 黄永葵，白爱民，杨赘，孙聚堂（1．湖北师范学院化学与环境工程学院污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室，湖北黄石435002；2．武汉大学化学与分子科学学院，湖北武汉430072)北京工商大学学报(自然科学版）,2010.5（28卷第3期)3. 固体超强酸S2O82—／ZrO2-CeO2催化剂制备：按n(Zr):n(Ce）=19：1，称取40.8 gZr（NO3) ·5H20和2.17 g Ce(NO3）3·6H20溶于500mL的蒸馏水中,配成混合溶液。
在Na_2HPO_4-NaH_2PO_4缓冲溶液中催化合成2,2-二羟
甲基丁酸(DMBA)
黄祖良;覃维雪;李翠霞;甘有云
【期刊名称】《化学试剂》
【年(卷),期】2005(27)11
【摘要】在Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中以甲醛和丁醛为原料,经羟醛缩合及氧化反应合成了2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)。
羟醛缩合反应的最佳工艺条件为:在Na2HPO4-NaH2PO4缓冲溶液中调pH约为11,反应温度为30℃,n甲醛∶n丁醛=2.2∶1,反应时间为2.5h;2,2-二羟甲基丁醛氧化反应的最佳工艺条件
为:nH2O2∶n丁醛=1.1∶1,溶液的pH约为4,反应温度为70℃,反应时间为2h。
反应产物的结构用红外光谱(IR)表征。
【总页数】3页(P684-686)
【关键词】2,2-二羟甲基丁醛;2,2-二羟甲基丁酸;缓冲溶液;缩合反应;氧化反应【作者】黄祖良;覃维雪;李翠霞;甘有云
【作者单位】右江民族医学院化学教研室
【正文语种】中文
【中图分类】O621.36
【相关文献】
1.新型羟基磺酸盐亲水单体-2,2-二羟甲基丁酸-3'-磺酸钠-丙酯的合成、表征与应用 [J], 邓广熙;孙东成
2.探讨2,2-二羟甲基丁酸的合成方法 [J], 蒋亚庆;宋宝东;宋丽
3.2,2-二羟甲基丁酸合成工艺研究 [J], 贾卫斌;潘劲松;张晓谦
4.2,2-二羟甲基丁酸（DMBA）工艺技术的改进 [J], 程迈;郑昔宝;张文峰
5.相转移催化合成2,2-羟甲基丁酸的研究 [J], 黄祖良;韦国锋;黄世稳;何有成因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
有机化学合成常见缩写AMMA 丙烯腈/甲基丙烯酸甲酯共聚物AA 丙烯酸AAS 丙烯酸酯-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物ABFN 偶氮（二）甲酰胺ABN 偶氮（二）异丁腈ABPS 壬基苯氧基丙烷磺酸钠Ac 乙酰基acac 乙酰丙酮基AIBN 2,2'-二偶氮异丁腈aq. 水溶液BBAA 正丁醛苯胺缩合物BAC 碱式氯化铝BACN 新型阻燃剂BAD 双水杨酸双酚A酯BAL 2，3-巯（基）丙醇9-BBN 9-硼二环[3.3.1]壬烷BBP 邻苯二甲酸丁苄酯BBS N-叔丁基-乙-苯并噻唑次磺酰胺BC 叶酸BCD β－环糊精BCG 苯顺二醇BCNU 氯化亚硝脲BD 丁二烯BE 丙烯酸乳胶外墙涂料BEE 苯偶姻乙醚BFRM 硼纤维增强塑料BG 丁二醇BGE 反应性稀释剂BHA 特丁基-4羟基茴香醚BHT 二丁基羟基甲苯BINAP （2R,3S）-2.2'-二苯膦－1.1'-联萘，亦简称为联二萘磷，BINAP是日本名古屋大学的Noyori（2001年诺贝尔奖）发展的一类不对称合成催化剂BL 丁内酯BLE 丙酮-二苯胺高温缩合物BLP 粉末涂料流平剂BMA 甲基丙烯酸丁酯BMC 团状模塑料BMU 氨基树脂皮革鞣剂BN 氮化硼Bn 苄基BNE 新型环氧树脂BNS β－萘磺酸甲醛低缩合物BOA 己二酸辛苄酯BOC 叔丁氧羰基（常用于氨基酸氨基的保护）BOP 邻苯二甲酰丁辛酯BOPP 双轴向聚丙烯BP 苯甲醇BPA 双酚ABPBG 邻苯二甲酸丁（乙醇酸乙酯）酯BPF 双酚FBPMC 2-仲丁基苯基-N-甲基氨基酸酯BPO 过氧化苯甲酰BPP 过氧化特戊酸特丁酯BPPD 过氧化二碳酸二苯氧化酯BPS 4，4’-硫代双（6-特丁基-3-甲基苯酚）BPTP 聚对苯二甲酸丁二醇酯Bpy 2,2'-联吡啶BR 丁二烯橡胶BRN 青红光硫化黑BROC 二溴（代）甲酚环氧丙基醚BS 丁二烯-苯乙烯共聚物BS-1S 新型密封胶BSH 苯磺酰肼BSU N，N’-双（三甲基硅烷）脲BT 聚丁烯-1热塑性塑料BTA 苯并三唑BTX 苯-甲苯-二甲苯混合物Bu 正丁基BX 渗透剂BXA 己二酸二丁基二甘酯BZ 二正丁基二硫代氨基甲酸锌Bz 苯甲酰基Cc- 环－CA 醋酸纤维素CAB 醋酸-丁酸纤维素CAM 甲基碳酰胺CAN 硝酸铈铵CAN 醋酸-硝酸纤维素CAP 醋酸-丙酸纤维素Cat. 催化CBA 化学发泡剂CBz 苄氧羰基CDP 磷酸甲酚二苯酯CF 甲醛-甲酚树脂,碳纤维CFE 氯氟乙烯CFM 碳纤维密封填料CFRP 碳纤维增强塑料CLF 含氯纤维CMC 羧甲基纤维素CMCNa 羧甲基纤维素钠CMD 代尼尔纤维CMS 羧甲基淀粉COT 1,3,5-环辛四烯Cp 环戊二烯基CSA 樟脑磺酸CTAB 十六烷基三甲基溴化铵（相转移催化剂）Cy 环己基DDABCO 1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷DAF 富马酸二烯丙酯DAIP 间苯二甲酸二烯丙酯DAM 马来酸二烯丙酯DAP 间苯二甲酸二烯丙酯DATBP 四溴邻苯二甲酸二烯丙酯DBA 己二酸二丁酯dba 苄叉丙酮DBE 1,2-?二溴乙烷DBEP 邻苯二甲酸二丁氧乙酯DBN 二环[5.4.0]-1,8-二氮-7-壬烯DBP 邻苯二甲酸二丁酯DBR 二苯甲酰间苯二酚DBS 癸二酸二癸酯DBU 二环[4.3.0]-1,5-二氮-5-十一烯DCC 1，3－二环己基碳化二亚胺DCCA 二氯异氰脲酸DCCK 二氯异氰脲酸钾DCCNa 二氯异氰脲酸钠DCE 1,2-二氯乙烷DCHP 邻苯二甲酸二环乙酯DCPD 过氧化二碳酸二环乙酯DDA 己二酸二癸酯DDP 邻苯二甲酸二癸酯DDQ 2,3-二氯-5，6-二氰-1，4-苯醌DEA 二乙胺DEAD 偶氮二甲酸二乙酯DEAE 二乙胺基乙基纤维素DEP 邻苯二甲酸二乙酯DETA 二乙撑三胺DFA 薄膜胶粘剂DHA 己二酸二己酯DHP 邻苯二甲酸二己酯DHS 癸二酸二己酯DIBA 己二酸二异丁酯Dibal-H 二异丁基氢化铝DIDA 己二酸二异癸酯DIDG 戊二酸二异癸酯DIDP 邻苯二甲酸二异癸酯DINA 己二酸二异壬酯DINP 邻苯二甲酸二异壬酯DINZ 壬二酸二异壬酯DIOA 己酸二异辛酯diphos(dppe) 1,2-双（二苯基膦）乙烷diphos-4(dppb) 1,2-双（二苯基膦）丁烷DMAP 4-二甲氨基吡啶DME 二甲醚DMF 二甲基甲酰胺dppf 双（二苯基膦基）二茂铁dppp 1,3-双（二苯基膦基）丙烷dvb 二乙烯苯Ee- 电解E/EA 乙烯/丙烯酸乙酯共聚物E/P 乙烯/丙烯共聚物E/P/D 乙烯/丙烯/二烯三元共聚物E/TEE 乙烯/四氟乙烯共聚物E/VAC 乙烯/醋酸乙烯酯共聚物E/VAL 乙烯/乙烯醇共聚物EAA 乙烯-丙烯酸共聚物EAK 乙基戊丙酮EBM 挤出吹塑模塑EC 乙基纤维素ECB 乙烯共聚物和沥青的共混物ECD 环氧氯丙烷橡胶ECTEE 聚（乙烯-三氟氯乙烯）ED-3 环氧酯EDA 乙二胺EDC 二氯乙烷EDTA 乙二胺四乙酸二钠EDTA 乙二胺四醋酸EE 乙氧基乙基EEA 乙烯-醋酸丙烯共聚物EG 乙二醇2-EH 异辛醇EO 环氧乙烷EOT 聚乙烯硫醚EP 环氧树脂EPI 环氧氯丙烷EPM 乙烯-丙烯共聚物EPOR 三元乙丙橡胶EPR 乙丙橡胶EPS 可发性聚苯乙烯EPSAN 乙烯-丙烯-苯乙烯-丙烯腈共聚物EPT 乙烯丙烯三元共聚物EPVC 乳液法聚氯乙烯Et 乙基EU 聚醚型聚氨酯EVA 乙烯-醋酸乙烯共聚物EVE 乙烯基乙基醚EXP 醋酸乙烯-乙烯-丙烯酸酯三元共聚乳液FF/VAL 乙烯/乙烯醇共聚物F-23 四氟乙烯-偏氯乙烯共聚物F-30 三氟氯乙烯-乙烯共聚物F-40 四氟氯乙烯-乙烯共聚物FDY 丙纶全牵伸丝FEP 全氟（乙烯-丙烯）共聚物FMN 黄素单核苷酸FNG 耐水硅胶Fp 闪点或茂基二羰基铁FPM 氟橡胶FRA 纤维增强丙烯酸酯FRC 阻燃粘胶纤维FRP 纤维增强塑料FRPA-101 玻璃纤维增强聚癸二酸癸胺（玻璃纤维增强尼龙1010树脂）FRPA-610 玻璃纤维增强聚癸二酰乙二胺（玻璃纤维增强尼龙610树脂）FVP 闪式真实热解法FWA 荧光增白剂GGF 玻璃纤维GFRP 玻璃纤维增强塑料GFRTP 玻璃纤维增强热塑性塑料促进剂GOF 石英光纤GPS 通用聚苯乙烯GR-1 异丁橡胶GR-N 丁腈橡胶GR-S 丁苯橡胶GRTP 玻璃纤维增强热塑性塑料GUV 紫外光固化硅橡胶涂料GX 邻二甲苯GY 厌氧胶Hh 小时H 乌洛托品1,5-HD 1，5－己二烯HDI 六甲撑二异氰酸酯HDPE 低压聚乙烯（高密度）HEDP 1-羟基乙叉-1，1-二膦酸HFP 六氟丙烯HIPS 高抗冲聚苯乙烯HLA 天然聚合物透明质胶HLD 树脂性氯丁胶HM 高甲氧基果胶HMC 高强度模塑料HMF 非干性密封胶HMPA 六甲基磷酸三胺HMPT 六甲基磷酰胺HOPP 均聚聚丙烯HPC 羟丙基纤维素HPMC 羟丙基甲基纤维素HPMCP 羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯HPT 六甲基磷酸三酰胺HS 六苯乙烯HTPS 高冲击聚苯乙烯hv 光照IIEN 互贯网络弹性体IHPN 互贯网络均聚物IIR 异丁烯-异戊二烯橡胶IO 离子聚合物IPA 异丙醇IPN 互贯网络聚合物iPr 异丙基IR 异戊二烯橡胶IVE 异丁基乙烯基醚JJSF 聚乙烯醇缩醛胶JZ 塑胶粘合剂KKSG 空分硅胶LLAH 氢化铝锂（LiAlH4）LAS 十二烷基苯磺酸钠LCM 液态固化剂LDA 二异丙基氨基锂（有机中最重要一种大体积强碱）LDJ 低毒胶粘剂LDN 氯丁胶粘剂LDPE 高压聚乙烯（低密度）LDR 氯丁橡胶LF 脲LGP 液化石油气LHMDS 六甲基叠氮乙硅锂LHPC 低替代度羟丙基纤维素LIM 液体侵渍模塑LIPN 乳胶互贯网络聚合物LJ 接体型氯丁橡胶LLDPE 线性低密度聚乙烯LM 低甲氧基果胶LMG 液态甲烷气LMWPE 低分子量聚乙稀LN 液态氮LRM 液态反应模塑LRMR 增强液体反应模塑LSR 羧基氯丁乳胶LTBA 氢化三叔丁氧基铝锂MMA 丙烯酸甲酯MAA 甲基丙烯酸MABS 甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物MAL 甲基丙烯醛MBS 甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物MBTE 甲基叔丁基醚MC 甲基纤维素MCA 三聚氰胺氰脲酸盐MCPA-6 改性聚己内酰胺（铸型尼龙6）mCPBA 间氯过苯酸MCR 改性氯丁冷粘鞋用胶MDI 二苯甲烷二异氰酸酯（甲撑二苯基二异氰酸酯）MDI 3，3’-二甲基-4，4’-二氨基二苯甲烷MDPE 中压聚乙烯（高密度）Me 甲基Me MethylMEK 丁酮（甲乙酮）MEKP 过氧化甲乙酮MEM 甲氧基乙氧基甲基－MES 脂肪酸甲酯磺酸盐Mes 均三甲苯基（也就是1，3，5-三甲基苯基）MF 三聚氰胺-甲醛树脂M-HIPS 改性高冲聚苯乙烯MIBK 甲基异丁基酮Min 分钟MMA 甲基丙烯酸甲酯MMF 甲基甲酰胺MNA 甲基丙烯腈MOM 甲氧甲基MPEG 乙醇酸乙酯MPF 三聚氨胺-酚醛树脂MPK 甲基丙基甲酮M-PP 改性聚丙烯MPPO 改性聚苯醚MPS 改性聚苯乙烯Ms 甲基磺酰基（保护羟基用）MS 分子筛MS 苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯树脂MSO 石油醚MTBE 甲基叔丁基醚MTM 甲硫基甲基MTT 氯丁胶新型交联剂MWR 旋转模塑MXD-10/6 醇溶三元共聚尼龙MXDP 间苯二甲基二胺NNaphth 萘基NBD 二环庚二烯（别名：降冰片二烯）NBR 丁腈橡胶NBS N-溴代丁二酰亚胺?别名：N-溴代琥珀酰亚胺NCS N-氯代丁二酰亚胺.?别名：N-氯代琥珀酰亚胺NDI 二异氰酸萘酯NDOP 邻苯二甲酸正癸辛酯NHDP 邻苯二甲酸己正癸酯NHTM 偏苯三酸正己酯Ni(R) 雷尼镍（氢活性催化还原剂）NINS 癸二酸二异辛酯NLS 正硬脂酸铅NMO N-甲基氧化吗啉NMP N-甲基吡咯烷酮NODA 己二酸正辛正癸酯NODP 邻苯二甲酸正辛正癸酯NPE 壬基酚聚氧乙烯醚NR 天然橡胶OOBP 邻苯二甲酸辛苄酯ODA 己二酸异辛癸酯ODPP 磷酸辛二苯酯OIDD 邻苯二甲酸正辛异癸酯OPP 定向聚丙烯（薄膜）OPS 定向聚苯乙烯（薄膜）OPVC 正向聚氯乙烯OT 气熔胶PPA 聚酰胺（尼龙）PA-1010 聚癸二酸癸二胺（尼龙1010）PA-11 聚十一酰胺（尼龙11）PA-12 聚十二酰胺（尼龙12）PA-6 聚己内酰胺（尼龙6）PA-610 聚癸二酰乙二胺（尼龙610）PA-612 聚十二烷二酰乙二胺（尼龙612）PA-66 聚己二酸己二胺（尼龙66）PA-8 聚辛酰胺（尼龙8）PA-9 聚9-氨基壬酸（尼龙9）PAA 聚丙烯酸PAAS 水质稳定剂PABM 聚氨基双马来酰亚胺PAC 聚氯化铝PAEK 聚芳基醚酮PAI 聚酰胺-酰亚胺PAM 聚丙烯酰胺PAMBA 抗血纤溶芳酸PAMS 聚α－甲基苯乙烯PAN 聚丙烯腈PAP 对氨基苯酚PAPA 聚壬二酐PAPI 多亚甲基多苯基异氰酸酯PAR 聚芳酯（双酚A型）PAR 聚芳酰胺PAS 聚芳砜（聚芳基硫醚）PB 聚丁二烯-〔1，3] PBAN 聚（丁二烯-丙烯腈）PBI 聚苯并咪唑PBMA 聚甲基丙烯酸正丁酯PBN 聚萘二酸丁醇酯PBS 聚（丁二烯-苯乙烯）PBT 聚对苯二甲酸丁二酯PC 聚碳酸酯PC/ABS 聚碳酸酯/ABS树脂共混合金PC/PBT 聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯弹性体共混合金PCC 吡啶氯铬酸盐PCD 聚羰二酰亚胺PCDT 聚（1，4-环己烯二亚甲基对苯二甲酸酯）PCE 四氯乙烯PCMX 对氯间二甲酚PCT 聚己内酰胺PCT 聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯PCTEE 聚三氟氯乙烯PD 二羟基聚醚PDAIP 聚间苯二甲酸二烯丙酯PDAP 聚对苯二甲酸二烯丙酯PDC 重铬酸吡啶PDMS 聚二甲基硅氧烷PEG 聚乙二醇Ph 苯基PhH 苯PhMe 甲苯Phth 邻苯二甲酰Pip 哌啶基Pr n-丙基Py 吡啶Qquant. 定量产率RRE 橡胶粘合剂Red-Al [（MeOCH2CH2O）AlH2]Na RF 间苯二酚-甲醛树脂RFL 间苯二酚-甲醛乳胶RP 增强塑料RP/C 增强复合材料RX 橡胶软化剂SS/MS 苯乙烯-α-甲基苯乙烯共聚物SAN 苯乙烯-丙烯腈共聚物SAS 仲烷基磺酸钠SB 苯乙烯-丁二烯共聚物SBR 丁苯橡胶SBS 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物sBu 仲丁基sBuLi 仲丁基锂SC 硅橡胶气调织物膜SDDC N，N-二甲基硫代氨基甲酸钠SE 磺乙基纤维素SGA 丙烯酸酯胶SI 聚硅氧烷Siamyl 二异戊基SIS 苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物SIS/SEBS 苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物SM 苯乙烯SMA 苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物SPP 间规聚苯乙烯SPVC 悬浮法聚氯乙烯SR 合成橡胶ST 矿物纤维TTAC 三聚氰酸三烯丙酯TAME 甲基叔戊基醚TAP 磷酸三烯丙酯TASF 三（二乙胺基）二氟三甲基锍硅酸盐TBAF 氟化四丁基铵TBDMS,?TBS 叔丁基二甲基硅烷基（羟基保护基）TBE 四溴乙烷TBHP 过氧叔丁醇TBP 磷酸三丁酯t-Bu 叔丁基TCA 三醋酸纤维素TCCA 三氯异氰脲酸TCEF 磷酸三氯乙酯TCF 磷酸三甲酚酯TCPP 磷酸三氯丙酯TDI 甲苯二异氰酸酯TEA 三乙胺TEAE 三乙氨基乙基纤维素TEBA 三乙基苄基胺TEDA 三乙二胺TEFC 三氟氯乙烯TEMPO 四甲基氧代胡椒联苯自由基TEP 磷酸三乙酯Tf?or?OTf 三氟甲磺酸TFA 三氟乙酸TFAA 三氟乙酸酐TFE 四氟乙烯THF 四氢呋喃THF 四氢呋喃THP 四氢吡喃基TLCP 热散液晶聚酯TMEDA 四甲基乙二胺TMP 三羟甲基丙烷TMP 2,2,6,6-四甲基哌啶TMPD 三甲基戊二醇TMS 三甲基硅烷基TMTD 二硫化四甲基秋兰姆（硫化促进剂TT）TNP 三壬基苯基亚磷酸酯Tol 甲苯基TPA 对苯二甲酸TPE 磷酸三苯酯TPS 韧性聚苯乙烯TPU 热塑性聚氨酯树脂Tr 三苯基TR 聚硫橡胶TRIS 三异丙基乙磺酰TRPP 纤维增强聚丙烯TR-RFT 纤维增强聚对苯二甲酸丁二醇酯TRTP 纤维增强热塑性塑料Ts?(Tos) 对甲苯磺酰基TTP 磷酸二甲苯酯UU 脲UF 脲甲醛树脂UHMWPE 超高分子量聚乙烯UP 不饱和聚酯VVAC 醋酸乙烯酯VAE 乙烯-醋酸乙烯共聚物VAM 醋酸乙烯VAMA 醋酸乙烯-顺丁烯二酐共聚物VC 氯乙烯VC/CDC 氯乙烯/偏二氯乙烯共聚物VC/E 氯乙烯/乙烯共聚物VC/E/MA 氯乙烯/乙烯/丙烯酸甲酯共聚物VC/E/VAC 氯乙烯/乙烯/醋酸乙烯酯共聚物VC/MA 氯乙烯/丙烯酸甲酯共聚物VC/MMA 氯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物VC/OA 氯乙烯/丙烯酸辛酯共聚物VC/VAC 氯乙烯/醋酸乙烯酯共聚物VCM 氯乙烯（单体）VCP 氯乙烯-丙烯共聚物VCS 丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物VDC 偏二氯乙烯VPC 硫化聚乙烯VTPS 特种橡胶偶联剂WWF 新型橡塑填料WP 织物涂层胶WRS 聚苯乙烯球形细粒XXF 二甲苯-甲醛树脂XMC 复合材料YYH 改性氯丁胶YM 聚丙烯酸酯压敏胶乳YWG 液相色谱无定型微粒硅胶ZZE 玉米纤维ZH 溶剂型氯化天然橡胶胶粘剂ZN 粉状脲醛树脂胶。
PPS基磺酸型水性聚氨酯的合成及其性能探讨了氨基磺酸钠（PPS）基水性聚氨酯对催化剂的选择性，并合成了一系列稳定的高固含磺酸型水性聚氨酯（WPU）。
乳液稳定性测试表明，1，8-二氮杂二环-7-十一烯（DBU）对聚氨酯的合成具有较好的催化作用，得到的乳液稳定性较好，DBU含量在0.15%时，胶膜的力学强度最优；FT-IR表征了磺酸型水性聚氨酯的结构；力学性能、DSC、TG测试表明，随着PPS含量的增加，胶膜的拉伸强度呈先增加后减小的趋势，当PPS含量在4.7%时，力学性能最优，达到42.13 MPa，断裂伸长率为404.57%，耐热性最优。
标签：氨基磺酸钠（PPS）；1，8-二氮杂二环-7-十一烯（DBU）；水性；聚氨酯水性聚氨酯（WPU）因其优异的性能而被广泛应用于涂料、纺织、胶粘剂行业[1～3]。
目前阴离子WPU是以二羟甲基丙酸（DMPA）为亲水扩链剂，与羧酸型WPU相比，磺酸型WPU不仅固含量高、稳定性好，还具有粘接效果高、耐热性优异等特点[4]。
一般通过引入磺酸钠的方法来制备磺酸型WPU，含有磺酸基团的扩链剂有氨基磺酸盐如乙二氨基磺酸钠（AAS）[5～7]、N-（2-氨乙基）-2-氨基乙磺酸钠[8]，羟基磺酸盐如1，4-二羟基丁烷-2-磺酸钠[9]、N，N-（2-羟乙基）-2-氨基乙磺酸钠（BES-Na）[10]、2，2-二羟甲基丁酸-3’-磺酸钠-丙酯[11]，以及大分子羟基磺酸型聚醚二元醇[12]和磺酸型聚酯二元醇[13，14]，等等。
但是，氨基磺酸盐多数是50%的水溶液，使用时水对反应体系影响较大，并且体系黏度大，丙酮用量多；小分子羟基磺酸钠的反应性较差，而大分子羟基磺酸钠存在于聚氨酯的软段中，合成高结晶性聚氨酯难度较大。
本文使用一种新型氨基磺酸钠（PPS），分子式如下：具有水分含量少（10%），丙酮用量少的优点。
研究了不同的催化体系对PPS 基水性聚氨酯合成的影响，选择了最佳的种类和含量，在此基础上，研究了PPS 含量对水性聚氨酯乳液以及胶膜性能的影响，随着PPS含量的增加，胶膜的力学性能和耐热性均有提高。
聚羧酸酸系高效减水剂是国内外公认的新型环保减水剂，此类减水剂具有减水率高、保坍性能好、掺量低、无污染、缓凝时间少、成本较低等优点。
聚羧酸酸系减水剂分子结构呈梳形，其主链系由含羧基的活性单体聚合而成，侧链系则通过含功能性官能团的活性单体与主链接枝共聚而得。
根据主链上大单体结构单元的不同，一般将聚羧酸系高效减水剂分为聚丙烯酸盐(或酯)类、聚马来酸(酐)类、聚(甲基)丙烯酸(酯)和马来酸共聚物类等。
其中聚丙烯酸高效减水剂除具有高效减水、改善混凝土孔结构和密实程度等作用外，还可控制混凝土坍落度损失，更好地解决混凝土引气、缓凝、泌水等问题；它与不同种类的混凝土相容性好，在低掺量时也能使混凝土保持高流动性，即使在低水灰比时也具有低粘度及坍落度经时变化小的性能。
因而在众多系列减水剂中，聚丙烯酸系高效减水剂具有较好的应用推广性。
聚丙烯酸系高效水泥减水剂的主要合成原料及辅助原料聚丙烯酸系减水剂的合成原料主要有：可提供羧基的单体，如（甲基）丙烯酸、马来酸（酐）等；可提供磺酸基团的单体，如甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等；聚链烯基物质（包括聚链烯基烃或其含有不同官能团的衍生物）。
聚合反应采用的引发剂有：过硫酸盐水溶性引发剂、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰；链转移剂有：3-巯基丙酸、巯基乙酸、巯基乙醇以及异丙醇等。
聚丙烯酸系高效减水剂的合成方法从文献报道来看，聚丙烯酸系高效减水剂的合成方法大致分为：可聚合单体直接共聚法、聚合后功能化法、原位聚合与酯化法三类。
以下分别介绍这几种方法及相应特点。
1.可聚合单体直接共聚法（甲基）丙烯酸与不同分子量的（甲氧基）聚乙二醇，通过直接酯化制备出不同结构的甲氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯(大分子单体)，然后将这些不同结构的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯与一定配比的（甲基）丙烯酸、甲基丙烯磺酸钠等单体在水溶液中经过自由基聚合，得到不同结构的减水剂。
此工艺虽然简单，但是先要合成大单体，分离纯化过程繁琐，成本较高。
2015 年 2 月 Journal of Chemical Engineering of Chinese Universities Feb. 2015 文章编号：1003-9015(2015)01-0102-06新型羟基磺酸盐亲水单体—2,2-二羟甲基丁酸-3'-磺酸钠-丙酯的合成、表征与应用邓广熙, 孙东成(华南理工大学化学与化工学院, 广东广州 510640)摘要：以2,2-二羟甲基丁酸钠、1,3-丙烷磺内酯为原料，采用磺烷基化反应合成了新型的磺酸盐亲水单体2,2-二羟甲基丁酸-3'-磺酸钠-丙酯(DMBPS-Na)。
采用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR、EIS-MS和元素分析等对DMBPS-Na进行了表征。
DMBPS-Na的熔点为85~90℃，易溶于水、乙醇、N,N-二甲基乙酰胺，微溶于丙酮、乙酸乙酯。
以DMBPS-Na为亲水单体，聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯和乙二胺为原料，采用丙酮法合成了固含量达50% 以上的磺酸型聚氨酯分散体(PUD)。
性能测试结果显示，DMBPS-Na用量为8 mmol⋅(100 g)-1树脂时，PUD的平均粒径为122.3 nm，黏度为475 mPa·s，ζ电位为-66.39 mV，具有良好的稳定性；透射电镜(TEM)显示PUD胶粒呈二元分布的球状结构；PUD 胶膜的拉伸强度为10.66 MPa，断裂伸长率为1160%；PUD 胶膜的起始分解温度约为270℃，至490℃时基本分解完全。
关键词：2,2-二羟甲基丁酸; 1,3-丙烷磺内酯; 2,2-二羟甲基丁酸-3’-磺酸钠-丙酯; 聚氨酯分散体中图分类号：TQ247.55 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-9015.2015.01.015Synthesis, Characterization and Application of Novel Hydroxyl SulfonateMonomer—2,2-Bis(hydroxymethyl) Butyric Propyl -3'-Sodium SulfonateDENG Guang-xi, SUN Dong-cheng(School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510640, China)Abstract: A new hydrophilic sulfonate monomer, 2,2-bis(hydroxymethyl) butyric propyl-3'-sodium sulfonate (DMBPS-Na), was synthesized by sulfo-alkylation reaction between 2,2-bis(hydroxymethyl) butyric acid sodium salt and 1,3-propane sultone. The structure of DMBPS-Na was further confirmed by FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR, EIS-MS and elemental analysis. The melting point of the prepared DMBPS-Na is 85~90℃. It is soluble in water, ethanol, and dimethylacetamide (DMAC). It is slightly soluble in acetone or ethyl acetate. By using DMBPS-Na as hydrophilic monomer and PTMG-2000, IPDI and EDA as raw materials, the sulfonic type polyurethane dispersions (PUDs) with solid content above 50% were successfully synthesized through acetone process. The results from a performance test show that the average particle size of PUDs is 122.3 nm, the Zeta potential is -66.39 mV, the viscosity is 475 mPa⋅s and the PUDs is stable when the content of DMBPS-Na is 8 mmol⋅(100 g)-1. The PUD colloidal particles have a spherical shape with bivariate distribution. The tensile stress of PUD films exceeds 10 MPa and the tensile strain at breaking point is about 1160%. The initial decomposition temperature of PUD films is about 270℃and the fire decomposition is completed at 490℃.Key words: 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid; 1,3- propane sultone; 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric propyl-3'-sodium sulfonate; polyurethane dispersion收稿日期：2013-05-31；修订日期：2014-02-22。
基金项目：广东省重大科技专项计划项目(2012A080105011)。
作者简介：邓广熙(1988-)，男，广东龙川人，华南理工大学硕士生。
通讯联系人：孙东成，E-mail：chdcsun@1引言亲水单体是聚氨酯分散体(PUD)合成的关键原料，合成PUD通常采用二羟甲基丙酸(DMPA)为亲水单体。
强酸强碱结构的磺酸盐具有更强的亲水性，合成PUD时磺酸盐用量更少，特别适合高固含量水性聚氨酯的合成，近年来，磺酸盐亲水单体已经成为研究的热点[1~4]。
磺酸盐亲水单体包括氨基磺酸盐和羟基磺酸盐。
小分子氨基磺酸盐反应速度快，适合于丙酮法合成PUD，例如：采用乙二胺和2-氯乙磺酸钠反应可合成N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙烷磺酸钠(AAS-Na)[5]，AAS-Na已在PUD工业合成中得到应用[6,7]。
羟基磺酸盐则可在预聚阶段引入亲水基团，羟基反应活性合适，适合于各种合成技术合成PUD。
例如：采用环氧氯丙烷、亚硫酸氢钠和无水碳酸钠反应可合成1,2-二羟基-3-丙磺酸钠[8]，以其为亲水单体合成了高固含量低黏度的PUD；采用1,4-丁烯二醇和亚硫酸氢钠反应可合成1,4-二羟基丁烷-磺酸钠[9]，以其为亲水单体合成了良好稳定性的PUD。
然而，大多数小分子羟基磺酸盐存在熔点高、脂溶性差的不足，合成PUD时需采用大量高沸点极性溶剂。
因此，亟待研发熔点低、脂溶性好的羟基磺酸盐功能单体。
本文采用2,2-二羟甲基丁酸钠(DMBA-Na)与1,3-丙烷磺内酯发生磺烷基化反应制得2,2-二羟甲基丁酸-3'-磺酸钠-丙酯(DMBPS-Na)，保存了DMBA新戊基结构，具有亲水性强、熔点低、脂溶性好的性能。
以DMBPS-Na为亲水单体，用丙酮法合成固含量50% 以上的PUD。
研究了DMBPS-Na的制备以及其在高固含量磺酸型PUD的应用。
2实验部分2.1 原料与试剂2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)，工业级，瑞典Perstorp公司；1,3-丙烷磺内酯(1,3-PS)，分析纯，Sigma-Aldrich公司；聚四氢呋喃二醇(PTMG)，M n=2000，工业级,南京市宏达精细化工有限公司；异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)，工业级，德国Bayer公司；N、N-二甲基乙酰胺(DMAc)，乙二胺(EDA)，氢氧化钠，丙酮，乙醇，分析纯，广州试剂厂。
2.22,2-二羟甲基丁酸-3’-磺酸钠-丙酯(DMBPS-Na)的合成方法用浓度25% 的氢氧化钠水溶液中和DMBA至pH = 7.5，重结晶、过滤，干燥，得到DMBA-Na。
以制得的DMBA-Na盐为原料，以DMAc为溶剂，其中DMAc的物质的量为DMBA-Na盐的1.5~2倍，油浴加热升温至130℃，在搅拌下均匀连续性地加入与DMBA-Na盐等物质的量的1,3-PS，加热反应2.5小时，然后进行减压蒸馏除去大部分溶剂得到初产物。
将初产物用适量的乙醇和丙酮的混合溶剂充分加热溶解，再冷却析出产物，经抽滤后用丙酮洗涤产物三次，真空干燥后得到浅黄色的透明晶体，2,2-二羟甲基丁酸-3'-磺酸钠-丙酯[CH3CH2C(CH2OH)2COOCH2CH2CH2SO3Na]，产率93.5%。
2.3 PUD的合成在装有机械搅拌器、温度计和回流冷凝管的三口瓶中加入82.69 g PTMG-2000，在120℃ 时减压蒸馏脱水1 h，然后冷却至70℃ 左右加入2.34 g DMBPS-Na和14.25 gIPDI，80℃下反应至-NCO含量达理论值(正丁胺滴定法测定)，随后用适量的丙酮溶解预聚物并加入0.71 g EDA扩链，在高速剪切力下加入100 g去离子水，减压蒸出丙酮后，得到固含量为50% 以上的PUD。
2.4测试与表征FT-IR：Tensor27型傅里叶变换红外分光光度计，波长范围400~4000 cm-1；1H-NMR、13C-MNR：Ⅲ型核磁共振谱仪，四甲基硅烷为内标，D2O为溶剂；EIS-MS：Agilent 1100/Esquire HCT AVANCE 400PLUS型液相色谱质谱仪，检测范围m/z为0~2000；元素分析：Elementar Vario EL III型热导元素分析仪，CHNS元素模式；熔点：SGW X-4型显微熔点仪，升温速率1℃⋅min-1；Zeta电位、平均粒径：Zeta plus/ 90plus Zeta电位及激光粒度分析仪；黏度：NDJ-8S型数显黏度计，2#转子；拉伸性能：BTI-FR010TH.A50型万能材料实验机；TG：TG209F1热重分析仪；透射电镜(TEM)：PHILIPS TECNAI 10透射电子显微镜；溶解性测试：取适量产物分别加入水、乙醇、DMAc 、丙酮、乙酸乙酯、四氯化碳溶剂中，在常温下充分搅拌，测试产物的溶解性。
