丙烯酰胺类聚合物的制备及其性能评价

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1、山东大学硕士学位论文丙烯酰胺类聚合物的制备及其性能评价姓名：崔凤申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：王洪运20050510山东大学硕士学位论文摘要本论文综述了丙烯酰胺类聚合物的主要合成方法、阳离子有机高分子絮凝剂的研究现状及丙烯酰胺类聚合物在相关行业的应用。就聚合方式而言，目前，国内以水溶液聚合为主，由于水溶液聚合的种种不足，因外已经逐渐用反相乳液聚合取代了水溶液聚合。反相微乳液聚合还处于初级研究阶段。以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料，山梨醇酐单月桂酸脂(Span20)和特辛基酚聚氧乙烯(10)醚(TX—10

2、0)为乳化剂，溶剂油为连续介质，AM～01、过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂，N，N’一亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，采用反相微乳液聚合法，合成了具有一定立体网状结构的阳离子聚丙烯酰胺。研究了乳化剂、引发剂、反应温度、pH值、交联剂含量等因素对聚合物性能的影响。试验结果表明，随着乳化剂含量的增加，体系的稳定性逐渐变好，在乳化剂含量为19％时，体系60min内不会产生分层。随着引发剂用量的增加，聚合物的相对分子质量呈现先增加后减少的趋势，AM一01、过硫酸铵和亚硫酸氢钠的最佳用量分别为0．055％、100ppm、500ppm。引发温度的升高使聚合

3、物的相对分子质量降低，综合考虑确定引发温度为30℃。pH值的增加有利于聚合物相对分子质量的提高，但也不能过高，在3．5～4为佳。N，N’一亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的适量加入使聚合物的交联度有所提高，相对分子质量有所增加，其加入量为40ppm时，聚合物的相对分子质量达到最大。通过对聚合物红外光谱图的分析，确定了其结构中丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和N，N’一亚甲基双丙烯酰胺链节的存在。通过透射电子显微镜对聚合物粒子的形态及大小进行研究，结果表明，该聚合物粒子的形态呈规整性球状结构，表面干净，其大小随反应条件的不同而有所变化；平均粒径在5

4、0nm～100nm之间，与微乳液粒子粒径理论值相符。用本文合成的阳离子型聚丙烯酰胺反相微乳液对济南市段的黄河山东大学硕士学位论文水进行絮凝评价试验。试验结果表明，本文合成的阳离子聚丙烯酰胺具有使用安全、溶解速度快、絮凝效果显著、絮团易于过滤等特点。通过对聚合条件的进一步优化，可进一步扩大该聚合物的应用领域，将其应用在染色、造纸、纸浆、食品、水产品加工与发酵等工业废水的处理，以及城市下水处理工艺中的污泥脱水等。关键词丙烯酰胺三甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)N，N’一亚甲基双丙烯酰胺反相微乳液共聚絮凝山东大学硕士学位论文=喜葛皇==暑=景呈窒

5、昌=耋詈喜=皇==皇詈篁昌毫昌詈詈呈!呈皂鼻===昌兽皇曼曼宝曼曼曼喜=呈量喜ABSTRACTThemainsyntheticalmethodsofpolyacrylamide、theresearchactualityoforganicmacro—flocculantandtheapplicationofpolyacrylamidearesummarizedinthispaper．Atthepresenttime，thepolymerizationinwateristhemainpolymericmethodinourcountry．Butove

6、rseas，ithasbeenreplacedbytheinverseemulsionpolymerizationgraduallyforitsshortages．Inversemicro。emulsionpolymerizationisstillintheprimaryphase．ThiscationicpolyacrylamideisakindofhighmelecularandsolidreticulationLameorganicflocculantwhichisobtainedbyinversemicroemulsionpolymeri

7、zationofacrylamide(AM)、methacryloyloxyethyltrimethylammoniumchloride(DMC)andN，N’一methylenebis(acrylamide)monomers．Inthispolymerization，Span20andTX．100areusedasemulsifier，themenstruumoiIisusedasmedium，AM一0i，ammoniumpersulfateandsodiumbisulfiteareusedasinitiator，N，N。～methyleneb

8、is(acrylamide)isusedascrosslinkingagent．Theinfluenceofemulsifier、ini