阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的研制.doc

阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的研制王琳(天津塘沽海洋高新技术开发区，天津300451)????摘要：采用自由基溶液聚合合成聚丙烯酰胺干粉絮凝剂，通过单体配比、引发剂用量等工艺条件的控制，生产出符合需求的水处理剂产品。????关键词：阳离子聚丙烯酰胺干粉；絮凝剂;配方????絮凝技术是目前国内外普遍用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术，其关键问题之一是絮凝剂的选择。针对我塘沽开发区水质及水处理情况，我们对水处理剂一聚丙烯酰胺絮凝剂做了研究分析，采用共聚法制备了阳离子聚丙烯酰胺干粉絮凝剂。????1?絮凝剂的质量指标????阳离子聚丙烯酰胺干粉为阳离子单体和丙烯酰胺单体的共聚物，是水处理中的高分子絮凝剂之一,国内外品种很多,其质量指标为：外观是白色或黄白色结晶粉末、固含量≥90．O％、溶解性≤4h、黏度(1％溶液)为15000-20000mPa·S。????2?絮凝剂的制备原理【1】????共聚阳离子聚丙烯酰胺干粉采用中浓度和高浓度自由基溶液聚合法制备。该法是在丙烯酰胺单体及共聚阳离子单体的水溶液中加入引发剂，在适宜的温度下进行自由基聚合反应而得到的产品。在聚合过程中单体浓度、引发剂的种类和浓度、温度等均影响聚合物相对分子质量。因为阻聚剂中含有Fe，?和氧，所以反应装置不能用铁制品且在聚合过程中需充氮加以保护。????3?实验药品与仪器????3．1?实验药品????丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰乙基三甲基氯化????铵(DMC一80)、丙烯酰乙基三甲基氯化铵(SMC-80H)、偶氮咪基丙烷盐酸盐(V-5O)、过硫酸钾(K2S208)、雕白块(NaHSO2·CH20、·2H20)。??3．2?实验仪器????电热恒温水浴锅、反应瓶、温度计、氮气钢瓶、粉碎机。????4?实验步骤????4．1?配方的设计??????各物质用量为：AM=1?00x50％x50％=25g、DMC=AM／78％=25／0．78=32g、SMC的用量为在阳离子单体总量不变的情况下与DMC按比率调整。V一5O用量为10mg、K2S2O8用量约为1?mg、NaHSO2·CH2O·2H2O用量约为1?mg、水用量约为43?g。????4．2?配方的选择(见表1)???????????????????4．3?实验工艺????共聚法制备聚丙烯酰胺干粉絮凝剂的工艺流程为：DMC、SMC、AM、引发剂一共聚一造粒一干燥一粉碎一产品????4．4?合成方法????将称量好的单体DMC、SMC、AM和无离子水溶解均匀后投入到带有温度计的反应瓶中，通人氮气保持15?min而后加入引发剂水溶液，升温至47保温，在一定反应温度下维持正常反应4．5?h，然后降温。将凝胶状的物料造粒、干燥、粉碎即得产品。????5?实验结果与讨论????本实验重点探论了单体配比、引发剂用量等对产品质量及产品絮凝效果的影响。????5．1?合成条件对产品理化性能的影响????通过实验可知，温度过高会导致分子中自由基链终止几率大，聚合度下降；而且由于两种单体AM／DMC和AM／SMC结构不同，其黏度不同，反应获得的聚合物分子量也存在差别。因此两种单体AM／DMC和AM／SMC配比不同对产品物化性能将产生不同的影响。引发剂用量的大小对产品理化性能将产生不同的影响。通过实验我们可以看出，引发剂用量越大，其共聚物聚合热释放速度越快，反应最大温度就越高，聚合度自然会下降。????5．2?不同配方对产品絮凝效果的影响????我们通过调整产品配方合成一系列聚合物，并针对污水情况进行絮凝效果比较，考察了AM／DMC和AM／SMC两类产品在使用性能方面的特点时发现：含有SMC单体的聚合物絮凝效果优于AM／DMC型聚合物。主要原因是絮凝剂的絮凝性能依靠吸附架桥和电中和作用，前者取决于聚合分子链长短，分子链长者易生成大而实的絮凝物，而后者聚合物药剂提供电荷与污水电荷相反。因此分子链较长的聚合物比含有DMC的聚合物有明显的絮凝优势。????6?结论????6．1?在一定反应条件下，含有SMC单体的共聚物产品具有黏度较大相对分子质量大的特点。????6．2?影响阳离子共聚物产品生产因素最主要的是引发剂用量和单体种类配比。????6．3?我们研制的聚丙烯酰胺干粉絮凝剂的生产工艺简单易行。通过应用取得了较好的效果，并达到国家优质产品的标准。????6．4?聚丙烯酰胺干粉絮凝研制的成功，改善了塘沽开发区整体工业用水质量，使废水排放达到环保要求，取得了一定的经济效益。膦基聚羧酸与其他水处理剂的协同效应研究?摘要：利用水处理剂复配体系之间的协同效应，可以提高现有水处理剂的使用效率。对次膦酸基聚丙烯酸(PCA)分别与HEDP和PAA复配后的阻垢及缓蚀性能试验结果