AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)的用途
時間:2005-06-13
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(2-Acrylamido-2-Methyl Propane Sulfonic Acid,AMPS)是一種丙烯酰胺系陰離子單體，性狀為白色結晶固體，熔點185℃(分解)。其結構式為:
從AMPS的結構式看，它具有強陰離子性、水溶性的磺酸基，使其具有導電性、染色親和性；酰胺基團使其具有很好的水解穩定性、抗酸、堿及熱穩定性；活潑的碳碳雙鍵又有利于使其與各種烯類單體生成共聚物。這種單體既可以直接以磺酸的形式參與聚合，也可以轉化為磺酸鹽后參與聚合。隨著AMPS工業化生產的實現，國外便廣泛地展開了對其聚合物的研究，并應用于油田化學、化學纖維工業、工業水處理、涂料工業、生物醫學材料、磁性記錄材料等化工領域。<BR><BR><BR>
AMPS（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）是極具發展潛力的有機中間體，具有多種優異性能，廣泛用于紡織、石油開采、水處理、塑料、造紙和涂料等領域。
AMPS合成主要以丙烯腈、異丁烯、發煙硫酸為原料，將發煙硫酸加到丙烯腈和異丁烯混合物中，在多種添加劑存在下直接反應得到成品。我國AMPS研究與生產起步晚，20世紀90年代初河南輝縣振興化工廠采用中國石油科學研究院技術建成70噸／年小規模裝置，經過多年努力和技術創新，目前能夠生產出99.5%AMPS，年產能力達到1000噸。近年來，黑龍江石油科學研究院成功開發出AMPS合成技術，并與山東壽光聯盟化工集團合作建成1000噸／年裝置，產品純度為99.2%，達到聚合級要求。另外，南京伊亞化工公司、菏澤朝輝化工有限公司、銅陵星海合成材料廠等也建有小規模裝置。AMPS用途廣泛，而國外生產廠家較少，這給我國生產與發展帶來良好的機遇。目前國內AMPS應用研究相當薄弱，主要在油田和水處理領域使用，合成技術與國外相比差距較大，因此產品純度不高，也影響到下游產品應用。
AMPS主要應用領域如下：
石油工業 聚丙烯酰胺是重要的油田化學品，但其剪切安定性差、泵送時機械降解嚴重；耐鹽性差，易發生沉淀；耐高溫、耐酸性差。聚丙烯酰胺改性已成為石油領域的研究熱點。研究發現，AMPS作為改性單體效果非常明顯。AMPS與甲基丙烯酸、丙烯酰胺制成三元共聚物，用于固井水泥外加劑，可起到高溫緩凝作用，可以在高溫高鹽環境下使用；與N，N-二甲基丙烯酰胺的共聚物可用于油井水泥漿失水劑；與木質素磺酸鈣、丙烯酰胺的接枝共聚物，是非常優異的水泥分散劑、早強劑、增強劑；AMPS與丙烯酸、四氫苯甲酸、木質素磺酸等接枝共聚，可以制備鉆井液分散劑和抗鈣性能好的穩定劑、降粘劑、降濾失劑等；AMPS與N-乙烯基吡咯烷酮類的嵌段共聚物，作為三次采油的增粘劑，在高溫、高壓、高剪切條件下使用不發生降解，穩定性良好。目前AMPS作為有效的改性單體已經滲入油田化學品各個領域的聚合物改性，很好解決了采油聚合物中抗鹽性、抗高溫性、抗剪切三大棘手問題。我國AMPS最大市場是油田三次采油，作為鉆井液、完井液和壓裂液等。目前中原油田等已經將AMPS聚合物作為油田三次采油的化學品立項，預計僅此一項2005年國內將至少消耗1萬噸。
水處理工業 目前全球約1／3的AMPS單體用于水處理工業。AMPS的均聚物或與丙烯酰胺、丙烯酸等單體的共聚物，可作為污水凈化過程中的淤泥脫水劑；在封閉水循環系統中用作鐵、鋅、鋁、銅以及合金的防腐劑；還可用于加熱器、冷卻塔、空氣凈化劑和氣體凈化劑的除垢劑、阻垢劑等。國外大量使用表明，以AMPS作為處理劑用量少，效果優于現有聚丙烯酰胺類水處理劑。目前國內一些大中城市污水處理已經開始使用AMPS，其中華東年消耗約300噸，華南年消耗約150噸，京津唐年消耗200噸，年總消耗量約650噸，預計2005年將達到1000噸。
合成纖維工業 AMPS同丙烯腈共聚，可以顯著改善腈綸、丙烯酸酯類合成纖維的染色功能，作為合成纖維染色推進劑具有良好性能，可以提高合成纖維吸濕性、耐熱性、防污性，使之具有離子交換性，還能改進纖維手感和強度。AMPS對聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚偏乙烯等也具有明顯的改善染色效果。近年來，國內合成纖維建設投資明顯加快，目前該領域AMPS年消耗量約600噸，預計2005年將達到1000噸。
造紙工業 含有AMPS的水溶性聚合物，可以作為紙張增強劑、精紙漿及其填料利用率的提高劑，在紙等無紡物抄造過程中的漿料分散劑、紙剝離性提高劑等。在紙張生產過程中，AMPS可用于改進填料和紙漿碎屑的保留率，并提高漿料的脫水速率等。
涂料工業 AMPS是涂料工業性能優良的改性劑、膠粘劑和涂飾劑等性能提高劑。AMPS共聚物用作丙烯酸系陰離子電泳漆或固化涂料的基礎樹脂，能明顯提高涂膜光澤、強度和耐候性。AMPS和多羥基化合物加熱熔融的混合物是熱熔性膠粘劑。AMPS與偏氯乙烯-丙烯酸樹脂共聚得到的水溶性聚合物涂到聚烯烴膜上，可以提高其耐熱密封性能。
醫藥和日化工業 由AMPS和丙烯腈共聚得到中空纖維，可用于血液透析，也可用于改善治療血栓疾病；AMPS和亞乙基丙烯酸二甲酯交聯制備的聚合物，可作為隱形眼鏡的優質材料；AMPS共聚物水溶液或乙醇溶液可作為醫用電極的粘附液體，其特點是導電性能好，不傷害皮膚。另外，AMPS的均聚物在化妝品方面可作為膏霜、口紅等增稠劑、潤滑劑等。
目前AMPS已成為國內引人矚目的熱點有機化工原料，部分科研機構的合成技術也較成熟，尤其是我國許多油田處于三次采油期，國內水處理領域用量巨大，都對AMPS質量和數量提出了更高更多要求。因此，國內在加快建設AMPS裝置的同時，應加大應用研究力度，以促進AMPS工業健康快速發展。
