疏水改性陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺的合成及應(yīng)用.pdf

1、隨著我國(guó)工業(yè)化和農(nóng)業(yè)化的快速發(fā)展，導(dǎo)致環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。為了可持續(xù)發(fā)展，合理有效地處理污水顯得尤為重要。絮凝劑在污水處理方面應(yīng)用很廣泛，是絮凝法處理污水技術(shù)的主要體現(xiàn)。其中疏水改性陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)單體與具有疏水官能團(tuán)和陽(yáng)離子官能團(tuán)的單體分子發(fā)生聚合反應(yīng)形成的高分子聚合物，相比傳統(tǒng)絮凝劑，由于其具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，使其在處理石油、生活污水和工業(yè)廢水中更有優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)疏水改性陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺的研究都比較重

2、視。
　　本文以陽(yáng)離子單體甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)、丙烯酰胺(AM)和疏水性單體甲基丙烯酸丁酯(BMA)為反應(yīng)單體，使用過(guò)硫酸銨和亞硫酸氫鈉組成的氧化還原體系為引發(fā)劑，添加表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨，在水相中聚合成疏水改性陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺P(AM-DMC-BMA)。
　　通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)考察了引發(fā)劑用量、疏水單體的投加量、反應(yīng)溫度、單體的總投加量和表面活性劑投加量對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物分子量和陽(yáng)離子度的影響情況，然后通

3、過(guò)正交實(shí)驗(yàn)，從而確定P(AM-DMC-BMA)的最佳合成工藝條件。通過(guò)紅外光譜分析，對(duì)聚合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。另取反應(yīng)得到的聚合物來(lái)處理高嶺土模擬廢水，并用聚丙烯酰胺做對(duì)照，觀察絮凝情況?？疾炝藀H、絮凝時(shí)間、陽(yáng)離子度、投加量和絮凝劑相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)其絮凝效果的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在單因素實(shí)驗(yàn)中，引發(fā)劑用量對(duì)聚合反應(yīng)影響較大，當(dāng)其為0.6ml時(shí)聚合效果最好；隨著疏水單體和反應(yīng)溫度的增加，反應(yīng)產(chǎn)物的分子量和陽(yáng)離子度都會(huì)先增大后減小

4、，當(dāng)疏水單體投加量為3g，反應(yīng)溫度為45℃時(shí)，二者均達(dá)到最大值；當(dāng)單體總量達(dá)到18g，表面活性劑投加量為1.5 g時(shí)，聚合反應(yīng)效果最好。在正交實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)引發(fā)劑的投加量為0.6mL、疏水單體BMA投加量為3％、反應(yīng)溫度為45℃、單體總的投加量為20%和表面活性劑投加量為3 g時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物的分子量達(dá)到最大。紅外光譜分析結(jié)果表明，聚合物P(AM-DMC-BMA)中含有三個(gè)單體中的特殊官能團(tuán)，是由三者聚合而成的。在絮凝實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)合成的P(AM-

5、DMC-BMA)總體絮凝效果要明顯高于PAM，對(duì)聚合物P(AM-DMC-BM A)絮凝效果而言，在中性環(huán)境下絮凝效果最好，隨著絮凝時(shí)間的增加絮凝效果越來(lái)越好，并且增大投加量可以增大絮凝效果，而當(dāng)三元聚合物的陽(yáng)離子度為1.0mmol/g時(shí)絮凝效果最好，隨著絮凝劑的分子量的增加，絮凝效果先變好后變差。另外用自制聚合物對(duì)三種不同模擬廢水處理后的情況表明：絮凝劑對(duì)高嶺土的絮凝效果最好，其次是PVSK陰離子型模擬廢水，對(duì)AgI陽(yáng)離子型模擬廢水的絮