阳离子型丙烯酰胺絮凝剂的反相微乳液共聚研究

论文摘要

本文研究了用丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）为共聚物单体,以液体石蜡为分散剂,以水溶性偶氮类引发剂AIBA （偶氮二异丁醚盐酸盐）与具有还原性的NaHSO3为复合引发剂（AIBA - NaHSO3 ）,以Span-80和OP-10为复配乳化剂,在反相微乳液中合成聚二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺（PDMDAAC- AM）阳离子型絮凝剂。从反相乳液聚合的机理出发,着重研究了单体摩尔比、油水配比、乳化剂用量、引发剂用量、反应时间、反应温度、溶液pH值、助剂及加料方式对聚合物反应的影响。确定了最佳反应条件:以AIBA与NaHSO3为引发体系,引发剂浓度为0.5%,单体总浓度为40%;AM与DMDAAC摩尔比为3:1;引发剂总浓度为0.5%;乳化剂浓度为8%;水油比为4:6;助剂Na2EDTA浓度为0.5%;用缓冲溶液控制体系pH值为10;初始引发温度为30℃;反应时间为3h反应效果最好。在此优化聚合条件下,合成了特性粘数高达1896.4mL﹒g-1,转化率为阳离子为20%的共聚物PDMDAAC-AM。研究了PAM-DMDAAC的投加量、阳离子度、特性粘数PDMDAAC- AM絮凝效果的影响,通过烧杯试验了用PAM-DMDAAC处理高岭土悬浊液的絮凝效果。结果表明:阳离子度、特性粘数是影响PAM-DMDAAC絮凝效果的重要因素。一般来说,阳离子度越高,特性粘数越大,PAM-DMDAAC的絮凝效果越好。阳离子度对除浊影响较大,特性粘数对除油效果影响较大。PDMDAAC- AM的絮凝机理是电中和及吸附架桥两种作用的结合。综合研究表明,PDMDAAC- AM是一种高效多功能的有机高分子絮凝剂。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 当前国内外絮凝剂现状
• 1.1.1 合成型有机高分子污泥脱水絮凝剂
• 1.1.2 天然高分子该性絮凝剂
• 1.1.3 生物絮凝剂
• 1.1.4 我国絮凝剂发展中存在的问题
• 1.2 PDMDAAC-AM 絮凝剂研究现状研
• 1.3 PDMDAAC-AM 制备理论
• 1.3.1 机构及性质
• 1.3.2 聚合原理及聚合方式
• 1.3.3 动力学研究
• 1.4 目前PDMDAAC- AM 主要用途
• 1.5 本论文研究内容及意义
• 2 实验部分
• 2.1 PMDAAC-AM 的制备原理
• 2.2 实验试剂及设备
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 主要仪器
• 2.2.3 实验前准备
• 2.3 反相微乳液液的制备
• 2.3.1 反相微乳液聚合机理研究
• 2.3.2 反相微乳液的制备
• 2.4 PDMDAAC- AM 的合成
• 2.4.1 转化率的测定
• 2.4.2 阳离子度的测定
• 2.4.3 特性粘数的测定
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 乳化剂的选择及HLB 值的影响
• 2.5.2 单体摩尔比对共聚物特性粘数和转化率及阳离子度的影响
• 2.5.3 乳化剂用量对共聚物特性粘数和转化率及阳离子度的影响
• 2.5.4 油水比对共聚物特性粘数和转化率及阳离子度的影响
• 2.5.5 引发剂浓度对共聚物特性粘数和转化率及阳离子度的影响
• 2.5.6 pH 对共聚物特性粘数和转化率的影响
• 2.5.7 助剂对共聚物特性粘数和转化率的影响
• 2.5.8 引发温度对共聚产物特性黏度和转化率的影响
• 2.5.9 时间对共聚产物特性黏度和反应转化率的影响
• 2.6 自制PDMDAAC- AM 的性质及结构表征
• 2.6.1 PDMDAAC-AM 的物理性质
• 2.6.2 PDMDAAC-AM 的红外光谱分析
• 2.7 本章小结
• 3 PDMDAAC- AM 的絮凝效果研究
• 3.1 絮凝剂调制机理
• 3.2 主要试剂及材料
• 3.3 主要仪器
• 3.4 实验方法
• 3.5 上清液浊度的测定
• 3.6 结果与讨论
• 3.6.1 投加量对水样上清液除浊效果的影响
• 3.6.2 特性粘数对水样上清液除浊效果的影响
• 3.6.3 特性粘数对水样上清液除浊效果的影响
• 3.7 本章小结
• 4 结论与展望
• 4.1 主要结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录