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丙烯酰胺類陽離子聚合物的合成方法

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丙烯酰胺類陽離子聚合物的合成方法

發布日期:2017-10-12 作者: 點擊:

 随着我國對水污染治理力度的加大,各種水處理劑的應用範圍日益廣泛,消耗量迅速增長,在有機絮凝劑種類中,聚丙烯酰胺類藥劑的應用量最大。其中,陰離子和非離子PAM占很大的比例,而陽離子類和各種改性PAM隻占很小的比例,并且陽離子聚丙烯酰胺的種類較少。陽離子絮凝劑負電荷的膠體有優良的處理效果,廣泛應用于濁度、色度、有機膠體的去除,在染色、造紙、食品發酵等工业廢水以及污泥脫水等方面備受青睐。陽離子絮凝劑的开發和和應用日益受到人們的重視。丙烯酰胺類陽離子聚合物的合成通常有以下幾種方法。
    一、丙烯酰胺與二烯丙基二甲基胺氯化物的共聚物
    二烯丙基二甲基胺氯化物(DADMAC)是一種季铵鹽陽離子單體,聚合後可以得到水溶性陽離子聚合物,即poly-DADMAC,这種聚合物的分子量比較低,一般在100萬以下,在國外廣泛地用作混凝劑,并且具有良好的殺藻作用,但是这種混凝劑的應用成本比較高。为了提高它的絮凝性能,現在通常采用丙烯酰胺,丙烯酸等單體共聚的方法提高分子量,使之具有更好的絮凝性能。例如,DADMAC與丙烯酸、丙烯酸羟丙酯的共聚物(摩爾比87:10:3),或DADMAC與丙烯酸的共聚物,是性能優異的兩性聚合物,可以用于紙漿廢水脫除油墨,除油等具有良好的效果。
    丙烯酰胺與二烯丙基胺氯化物的共聚物合成方法如下:将2. 89kg 60% DADMAC單體溶液,2. llkg 50% AM溶液,3.3lkg去離子水,27g 40%二乙基三胺五乙酸鈉,2g 2,2'-偶氮雙(N,N'-2-甲基異丁胺)鹽酸鹽,59偶氮雙(-2-脒基丙烷)鹽酸鹽,279過硫酸鈉,加入30升反應器中。反應器配有攪拌裝置,加熱套,抽真空接口,回流冷凝管,加料孔和反應過程中間加料。體系通過真空和曝氣的方法驅除氧氣,真空抽氣和曝氣重複三次,使體系完全达到無氧狀态。首先,加熱反應物,在攪拌過程中引發聚合,同時将反應器内的壓力控制在50~55MPa,該反應是放熱反應。一旦發現溫度升高,加入剩餘的11. 62kg 50%AM溶液及3. Og 2,2'一偶氮雙(N,N'-2-甲基異丁胺)鹽酸鹽,加料速度應适當控制,所有丙烯酰胺加完後,保持溫度在35℃,繼續攪拌40min,通過通入氮氣将反應壓力控制在常壓下,然後在30min内将0.5kg 10%的次亞磷酸鈉溶液加入到凝膠産物中,并使之充分混合。在此過程中溫度會逐漸升高至90℃,在此溫度下繼續保持2h,以便減少殘留單體含量。将膠體産物破碎,在90℃的流化床中幹燥50min,就可以得到單體分布均勻的顆粒狀聚合物。聚合物在4%氯化鈉溶液中的特性黏度可以达到16dl/g。
    另外也可以采用乳液聚合的方法,以亞硫酸鉀和過硫酸铵氧化還原體系引發反應,制備丙烯酰胺與二烯丙基二甲基胺氯化物。單體中的雜質對于聚合有很大的影響。为了制備高分子量的共聚物,應該嚴格控制丙烯酰胺中金屬離子,三丙基胺、甲氧基醌以及二烯丙基二甲基胺氯化物中烯丙基二甲基胺、二甲基胺、烯丙基醇等雜質的含量。

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