无机盐溶液中丙烯酰胺的分散聚合

论文摘要

采用分散聚合法在硫酸铵水溶液中以过硫酸铵（APS）-亚硫酸氢钠（SHS）为引发剂制备丙烯酰胺均聚物（PAM）和丙烯酰胺（AM）-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）共聚物,考察不同参数如时间、温度、单体、APS-SHS和硫酸铵等对聚合产物性能的影响。用红外光谱仪、扫描电镜、透射电镜和粒径分布仪对产物的结构、微粒形貌和粒径分布进行了分析,探讨了分散聚合的机理。以高岭土悬浮液为模拟废水,对产物的絮凝性能进行评定。对于AM均聚物,在反应温度40℃、反应时间3h,丙烯酰胺质量分数为4%,分散剂质量分数为4%,硫酸铵盐的质量分数为24%时,AM均聚物达到最佳反应条件,所得产物微粒为球形,通过对分散聚合机理的探讨发现,此实验可能存在接枝共聚机理。对于AM-DMC共聚物,在反应温度45℃、反应时间5h,分散剂质量分数为2.8%,硫酸铵盐的质量分数为20.3%时,得到稳定均匀的AM-DMC共聚物。在处理高岭土模拟废水时,将自制的聚合物与聚合氯化铝（PAC）复配使用能取得不错的效果。当PAC的投加量为15mg/L,PAM的投加量为1.0mg/L,该复配药剂的絮凝效果最好;当PAC的投加量为12mg/L,共聚物的投加量为1.5～2.0mg/L时,该复配药剂的絮凝效果最好。对于同种絮凝剂,相对分子质量越大则絮凝性能越好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 丙烯酰胺聚合物简介
• 1.1.1 丙烯酰胺聚合物的制备方法
• 1.1.2 聚丙烯酰胺在工业中的应用
• 1.2 分散聚合
• 1.2.1 分散聚合的一般介绍
• 1.2.2 分散聚合体系
• 1.2.3 分散聚合的研究现状
• 1.3 本文选题意义及研究内容
• 2 AM均聚物的制备及表征
• 2.1 实验仪器及药品
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.2 AM均聚物的制备
• 2.3 AM均聚物的表征
• 2.3.1 AM均聚物固含量的测定
• 2.3.2 AM均聚物表观粘度的测定
• W的测定'>2.3.3 AM均聚物相对分子质量M_W的测定
• 2.3.4 AM均聚物转化率的测定（溴化法）
• 2.3.5 AM均聚物的红外光谱分析
• 2.3.6 AM均聚物的微球形貌分析
• 2.3.7 AM均聚物的粒径分布分析
• 2.4 结果与讨论:
• 2.4.1 分散聚合引发机理
• 2.4.2 引发体系的选择
• 2.4.3 时间对PAM的影响
• 2.4.4 反应温度对PAM的影响
• 2.4.5 单体浓度对PAM的影响
• 2.4.6 分散剂浓度对PAM的影响
• 2.4.7 引发剂占单体质量的百分数对PAM的影响
• 2.4.8 引发剂配比对PAM的影响
• 2.4.9 盐的浓度对PAM的影响
• 2.4.10 PAM的正交实验
• 2.5 PAM的结构表征
• 2.5.1 红外谱图
• 2.5.2 PAM的微球形貌表征
• 2.5.3 AM均聚物的粒径分布分析
• 2.6 AM均聚物的分散聚合稳定机理初探
• 2.7 本章小结
• 3 AM-DMC共聚物的制备及表征
• 3.1 实验仪器及药品
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验药品
• 3.2 AM-DMC聚合物的制备
• 3.3 AM-DMC共聚物的表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 反应时间对AM-DMC共聚物的影响
• 3.4.2 反应温度对AM-DMC共聚物的影响
• 3.4.3 单体浓度对AM-DMC共聚物的影响
• 3.4.4 单体配比对AM-DMC共聚物的影响
• 3.4.5 分散剂浓度对AM-DMC共聚物的影响
• 3.4.6 引发剂的浓度对聚合物的影响
• 3.4.7 引发剂配比对共聚物的影响
• 3.4.8 盐的用量对共聚物的影响
• 3.4.9 正交实验选取AM-DMC最佳聚合工艺
• 3.5 AM-DMC共聚物的结构表征
• 3.5.1 AM-DMC共聚物的红外光谱分析
• 3.5.2 AM-DMC共聚物的微球形貌分析
• 3.5.3 AM-DMDAAC共聚物的粒径分布分析
• 3.6 本章小结
• 4 絮凝性能评定
• 4.1 实验仪器与药品
• 4.1.1 仪器
• 4.1.2 药品
• 4.2 高岭土模拟废水絮凝实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 AM均聚物的性能评定
• 4.3.2 AM-DMC共聚物的性能评定
• 4.3.3 相对分子质量对絮凝性能的影响
• 4.3.4 不同絮凝剂的絮凝效果的比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献