AMPS(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)的用途
时间:2005-06-13
2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(2-Acrylamido-2-Methyl Propane Sulfonic Acid,AMPS)是一种丙烯酰胺系阴离子单体，性状为白色结晶固体，熔点185℃(分解)。其结构式为:
从AMPS的结构式看，它具有强阴离子性、水溶性的磺酸基，使其具有导电性、染色亲和性；酰胺基团使其具有很好的水解稳定性、抗酸、碱及热稳定性；活泼的碳碳双键又有利于使其与各种烯类单体生成共聚物。这种单体既可以直接以磺酸的形式参与聚合，也可以转化为磺酸盐后参与聚合。随着AMPS工业化生产的实现，国外便广泛地展开了对其聚合物的研究，并应用于油田化学、化学纤维工业、工业水处理、涂料工业、生物医学材料、磁性记录材料等化工领域。<BR><BR><BR>
AMPS（2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）是极具发展潜力的有机中间体，具有多种优异性能，广泛用于纺织、石油开采、水处理、塑料、造纸和涂料等领域。
AMPS合成主要以丙烯腈、异丁烯、发烟硫酸为原料，将发烟硫酸加到丙烯腈和异丁烯混合物中，在多种添加剂存在下直接反应得到成品。我国AMPS研究与生产起步晚，20世纪90年代初河南辉县振兴化工厂采用中国石油科学研究院技术建成70吨／年小规模装置，经过多年努力和技术创新，目前能够生产出99.5%AMPS，年产能力达到1000吨。近年来，黑龙江石油科学研究院成功开发出AMPS合成技术，并与山东寿光联盟化工集团合作建成1000吨／年装置，产品纯度为99.2%，达到聚合级要求。另外，南京伊亚化工公司、菏泽朝辉化工有限公司、铜陵星海合成材料厂等也建有小规模装置。AMPS用途广泛，而国外生产厂家较少，这给我国生产与发展带来良好的机遇。目前国内AMPS应用研究相当薄弱，主要在油田和水处理领域使用，合成技术与国外相比差距较大，因此产品纯度不高，也影响到下游产品应用。
AMPS主要应用领域如下：
石油工业 聚丙烯酰胺是重要的油田化学品，但其剪切安定性差、泵送时机械降解严重；耐盐性差，易发生沉淀；耐高温、耐酸性差。聚丙烯酰胺改性已成为石油领域的研究热点。研究发现，AMPS作为改性单体效果非常明显。AMPS与甲基丙烯酸、丙烯酰胺制成三元共聚物，用于固井水泥外加剂，可起到高温缓凝作用，可以在高温高盐环境下使用；与N，N-二甲基丙烯酰胺的共聚物可用于油井水泥浆失水剂；与木质素磺酸钙、丙烯酰胺的接枝共聚物，是非常优异的水泥分散剂、早强剂、增强剂；AMPS与丙烯酸、四氢苯甲酸、木质素磺酸等接枝共聚，可以制备钻井液分散剂和抗钙性能好的稳定剂、降粘剂、降滤失剂等；AMPS与N-乙烯基吡咯烷酮类的嵌段共聚物，作为三次采油的增粘剂，在高温、高压、高剪切条件下使用不发生降解，稳定性良好。目前AMPS作为有效的改性单体已经渗入油田化学品各个领域的聚合物改性，很好解决了采油聚合物中抗盐性、抗高温性、抗剪切三大棘手问题。我国AMPS最大市场是油田三次采油，作为钻井液、完井液和压裂液等。目前中原油田等已经将AMPS聚合物作为油田三次采油的化学品立项，预计仅此一项2005年国内将至少消耗1万吨。
水处理工业 目前全球约1／3的AMPS单体用于水处理工业。AMPS的均聚物或与丙烯酰胺、丙烯酸等单体的共聚物，可作为污水净化过程中的淤泥脱水剂；在封闭水循环系统中用作铁、锌、铝、铜以及合金的防腐剂；还可用于加热器、冷却塔、空气净化剂和气体净化剂的除垢剂、阻垢剂等。国外大量使用表明，以AMPS作为处理剂用量少，效果优于现有聚丙烯酰胺类水处理剂。目前国内一些大中城市污水处理已经开始使用AMPS，其中华东年消耗约300吨，华南年消耗约150吨，京津唐年消耗200吨，年总消耗量约650吨，预计2005年将达到1000吨。
合成纤维工业 AMPS同丙烯腈共聚，可以显著改善腈纶、丙烯酸酯类合成纤维的染色功能，作为合成纤维染色推进剂具有良好性能，可以提高合成纤维吸湿性、耐热性、防污性，使之具有离子交换性，还能改进纤维手感和强度。AMPS对聚酯、聚酰胺、聚丙烯、聚偏乙烯等也具有明显的改善染色效果。近年来，国内合成纤维建设投资明显加快，目前该领域AMPS年消耗量约600吨，预计2005年将达到1000吨。
造纸工业 含有AMPS的水溶性聚合物，可以作为纸张增强剂、精纸浆及其填料利用率的提高剂，在纸等无纺物抄造过程中的浆料分散剂、纸剥离性提高剂等。在纸张生产过程中，AMPS可用于改进填料和纸浆碎屑的保留率，并提高浆料的脱水速率等。
涂料工业 AMPS是涂料工业性能优良的改性剂、胶粘剂和涂饰剂等性能提高剂。AMPS共聚物用作丙烯酸系阴离子电泳漆或固化涂料的基础树脂，能明显提高涂膜光泽、强度和耐候性。AMPS和多羟基化合物加热熔融的混合物是热熔性胶粘剂。AMPS与偏氯乙烯-丙烯酸树脂共聚得到的水溶性聚合物涂到聚烯烃膜上，可以提高其耐热密封性能。
医药和日化工业 由AMPS和丙烯腈共聚得到中空纤维，可用于血液透析，也可用于改善治疗血栓疾病；AMPS和亚乙基丙烯酸二甲酯交联制备的聚合物，可作为隐形眼镜的优质材料；AMPS共聚物水溶液或乙醇溶液可作为医用电极的粘附液体，其特点是导电性能好，不伤害皮肤。另外，AMPS的均聚物在化妆品方面可作为膏霜、口红等增稠剂、润滑剂等。
目前AMPS已成为国内引人瞩目的热点有机化工原料，部分科研机构的合成技术也较成熟，尤其是我国许多油田处于三次采油期，国内水处理领域用量巨大，都对AMPS质量和数量提出了更高更多要求。因此，国内在加快建设AMPS装置的同时，应加大应用研究力度，以促进AMPS工业健康快速发展。
