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丙烯酰胺类阳离子聚合物的合成方法

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丙烯酰胺类阳离子聚合物的合成方法

发布日期:2017-10-12 作者: 点击:

 随着我国对水污染治理力度的加大,各种水处理剂的应用范围日益广泛,消耗量迅速增长,在有机絮凝剂种类中,聚丙烯酰胺类药剂的应用量Z大。其中,阴离子和非离子PAM占很大的比例,而阳离子类和各种改性PAM只占很小的比例,并且阳离子聚丙烯酰胺的种类较少。阳离子絮凝剂负电荷的胶体有优良的处理效果,广泛应用于浊度、色度、有机胶体的去除,在染色、造纸、食品发酵等工业废水以及污泥脱水等方面备受青睐。阳离子絮凝剂的开发和和应用日益受到人们的重视。丙烯酰胺类阳离子聚合物的合成通常有以下几种方法。
    一、丙烯酰胺与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)是一种季铵盐阳离子单体,聚合后可以得到水溶性阳离子聚合物,即poly-DADMAC,这种聚合物的分子量比较低,一般在100万以下,在国外广泛地用作混凝剂,并且具有良好的杀藻作用,但是这种混凝剂的应用成本比较高。为了提高它的絮凝性能,现在通常采用丙烯酰胺,丙烯酸等单体共聚的方法提高分子量,使之具有更好的絮凝性能。例如,DADMAC与丙烯酸、丙烯酸羟丙酯的共聚物(摩尔比87:10:3),或DADMAC与丙烯酸的共聚物,是性能优异的两性聚合物,可以用于纸浆废水脱除油墨,除油等具有良好的效果。
    丙烯酰胺与二烯丙基胺氯化物的共聚物合成方法如下:将2. 89kg 60% DADMAC单体溶液,2. llkg 50% AM溶液,3.3lkg去离子水,27g 40%二乙基三胺五乙酸钠,2g 2,2'-偶氮双(N,N'-2-甲基异丁胺)盐酸盐,59偶氮双(-2-脒基丙烷)盐酸盐,279过硫酸钠,加入30升反应器中。反应器配有搅拌装置,加热套,抽真空接口,回流冷凝管,加料孔和反应过程中间加料。体系通过真空和曝气的方法驱除氧气,真空抽气和曝气重复三次,使体系完全达到无氧状态。首先,加热反应物,在搅拌过程中引发聚合,同时将反应器内的压力控制在50~55MPa,该反应是放热反应。一旦发现温度升高,加入剩余的11. 62kg 50%AM溶液及3. Og 2,2'一偶氮双(N,N'-2-甲基异丁胺)盐酸盐,加料速度应适当控制,所有丙烯酰胺加完后,保持温度在35℃,继续搅拌40min,通过通入氮气将反应压力控制在常压下,然后在30min内将0.5kg 10%的次亚磷酸钠溶液加入到凝胶产物中,并使之充分混合。在此过程中温度会逐渐升高至90℃,在此温度下继续保持2h,以便减少残留单体含量。将胶体产物破碎,在90℃的流化床中干燥50min,就可以得到单体分布均匀的颗粒状聚合物。聚合物在4%氯化钠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,以亚硫酸钾和过硫酸铵氧化还原体系引发反应,制备丙烯酰胺与二烯丙基二甲基胺氯化物。单体中的杂质对于聚合有很大的影响。为了制备高分子量的共聚物,应该严格控制丙烯酰胺中金属离子,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、烯丙基醇等杂质的含量。

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