淀粉接枝水溶性聚合物的合成及其在赤泥分離中的應(yīng)用研究.pdf

1、采用水溶液聚合法、反相乳液聚合法合成了淀粉接枝聚丙烯酰胺二元共聚物及淀粉-丙烯酰胺-丙烯酸（鈉）三元共聚物，將其應(yīng)用于拜耳法氧化鋁赤泥工業(yè)化分離試驗(yàn)，取得了良好的處理效果。 采用水溶液聚合法合成了淀粉接枝丙烯酰胺聚合物，研究了聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和聚合反應(yīng)機(jī)理。以過硫酸銨為引發(fā)劑，淀粉與丙烯酰胺在水溶液中進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，研究了反應(yīng)溫度、原料比例、淀粉種類、糊化方式對(duì)接枝反應(yīng)的單體轉(zhuǎn)化率、接枝率、接枝效率以及產(chǎn)品特性粘度的影響。結(jié)果表

2、明，在反應(yīng)溫度50℃、丙烯酰胺與淀粉的質(zhì)量比2：1的條件下，70℃下糊化30min，產(chǎn)品接枝率71％，接枝效率84％，單體轉(zhuǎn)化率97％，支鏈聚合物的相對(duì)分子質(zhì)量700萬。在接枝反應(yīng)初期、低引發(fā)劑濃度下，建立了聚合反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程： Rg∝KCAPS0.50CM1.0CSt.0.52表明淀粉與丙烯酰胺單體的接枝聚合反應(yīng)過程符合自由基加聚反應(yīng)機(jī)理，接枝共聚反應(yīng)的鏈終止既有雙基終止，又有初始自由基終止。 采用反相乳液聚合法，合

3、成了淀粉接枝聚丙烯酰胺的反相乳液產(chǎn)品，研究了反相乳液聚合工藝條件與聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)?？疾炝巳榛瘎┓N類，乳化劑組成、乳化劑用量以及乳液形成方式對(duì)單體轉(zhuǎn)化率、接枝率、乳膠粒徑和產(chǎn)品特性粘度的影響。結(jié)果表明，以脂肪酸（鹽）為乳化劑，乳液具有良好的穩(wěn)定性和低溫溶解性；將表面活性劑進(jìn)行復(fù)配得到的混合乳化劑的乳化效果優(yōu)于單一乳化劑。以油酸與油酸鈉復(fù)配物為乳化劑時(shí)，合成了單體轉(zhuǎn)化率99％，接枝率82.5％，特性粘度1300ml/g的淀粉接枝丙烯酰胺反相

4、乳液產(chǎn)品?？疾炝诉^硫酸銨、過硫酸銨-尿素和過氧化苯甲酰-亞硫酸鈉三種引發(fā)劑體系對(duì)單體轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品特性粘度的影響。結(jié)果表明，在接枝反應(yīng)初期、低引發(fā)劑濃度下淀粉接枝丙烯酰胺反相乳液聚合反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)聯(lián)式為： Rg∝KCAPS0.51CM1.10CSt.0.51CE0'30符合反相乳液聚合反應(yīng)規(guī)律。 采用反相乳液聚合法，在淀粉接枝丙烯酰胺二元共聚體系中，加入離子型單體丙烯酸（鈉），合成了具有不同電荷分布、電荷密度的淀粉-丙烯酰胺

5、-丙烯酸（鈉）三元共聚物。在過硫酸銨-尿素的引發(fā)下，考察了pH、單體比例對(duì)接枝反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、接枝率的影響。結(jié)果表明，在pH值為6～7條件下，可得到負(fù)電荷在支鏈上均勻分布的接枝聚合物產(chǎn)品?？疾炝税濒冉j(luò)合劑、EDTA2Na及其復(fù)配物E-N對(duì)過硫酸銨-尿素引發(fā)體系的催化作用。結(jié)果表明，三種催化劑均能有效降低過硫酸銨-尿素的引發(fā)溫度，提高單體轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)品的特性粘度。在過硫酸銨-尿素-（E-N）催化引發(fā)下，丙烯酰胺與丙烯酸鈉質(zhì)量比為7：3，乙烯基單

6、體與淀粉質(zhì)量比為2：1，30℃反應(yīng)6h時(shí)，合成了單體轉(zhuǎn)化率99％，接枝率80.5％，產(chǎn)品特性粘度1650ml/g的淀粉-丙烯酰胺-丙烯酸（鈉）三元共聚反相乳液產(chǎn)品。 用紅外光譜、偏光顯微鏡、掃描電鏡分析等手段表征了淀粉接枝二元和三元共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)和反相乳液聚合物的乳膠粒粒度。結(jié)果表明，合成的淀粉接枝共聚物符合預(yù)期結(jié)構(gòu)，未糊化的淀粉接枝后，聚合物保持團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，表面接枝上了乙烯基均聚物；糊化的淀粉接枝后，形成了均勻的淀粉