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改性阳离子型聚丙烯酰胺高分子絮凝剂的合成和絮凝性能研究

来源:巩义市国清净水材料有限企业 | 发布时间:2014/6/12 |

 国清净水材料为制备出性能优良的有机高分子絮凝剂,提出以聚丙烯酰胺为分子骨架,引入二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)阳离子组份、丙烯酸丁酯(BA)疏水组份,合成疏水改性阳离子高分子絮凝剂的研究思路。采用水溶液自由基胶束共聚合法合成出了丙烯酰胺(AM)—二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)—丙烯酸丁酯(BA)的三元共聚物P(AM-DMDAAC-BA)。采用红外光谱、~1H-NMR、热重分析和元素分析等现代分析测试手段对该三元共聚产物的组成和结构进行了表征。考察了单体浓度、引发剂配比、引发剂加量、表面活性剂浓度、反应温度、反应时间等聚合工艺参数对单体转化率及共聚物特性粘数的影响。针对硅藻土悬浮体系,系统研究了阳离子单体加量、疏水单体加量、絮凝剂浓度、特性粘数、悬浮物浓度、pH值、离子强度等各因素对絮凝性能的影响(透光率、沉降体积、沉降速度)。采用激光粒度分布仪测定了不同浓度絮凝剂絮凝沉降所得的絮体大小,在此基础上对疏水改性阳离子高分子絮凝剂的絮凝作用机理进行了初步探讨。 研究结果表明:在单体浓度为20wt%、引发剂加量为0.03mol%、引发剂配比为12(还原剂:氧化剂)、表面活性剂(CTAB)加量为3wt%、反应温度为45时,可得到具有较好性能的疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂。单体配比对聚合物的性能有较大影响,DMDAAC加量为1015mol%,BA加量为3mol%时得到的共聚物的絮凝性能较佳。要获得最佳的絮凝效果,絮凝剂浓度或分子尺寸应具有适当值。pH值和NaCl浓度对絮凝性能影响很大,不仅影响絮凝剂本身分子构象,也影响硅藻土悬浮体系的化学特性,在酸性条件或有NaCl存在下,絮凝效果有很大改善。Ca~(2+)对絮凝效果的影响与Na~+相类似。Al~(3+)对絮凝性能的影响较复杂,但在加量较多时,也可促进絮凝。疏水改性阳离子聚丙烯酰胺高分子絮凝剂对悬浮颗粒的絮凝作用是在电中和与吸附架桥的基础上,通过改变颗粒的界面性质与增大粒径形成粗大絮体而实现的。


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