探析分散法制备阳离子聚丙烯酰胺（cpf）及应用

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1、江南大学硕士学位论文分散法制备阳离子聚丙烯酰胺（CPF）及应用姓名：汪艳申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：蒋平平20080601摘要摘要随着我国对水污染治理力度加大，聚丙烯酰胺类药剂消耗量迅速增长。阳离子絮凝剂以其优良的处理效果而被广泛应用。本论文探讨了以AM(丙烯酰胺)与DAC(丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)为单体通过分散法聚合制备得到新型阳离子高分子絮凝剂(CPF)，重点研究最佳工艺条件、体系稳定性影响因素、动力学、聚合物表征及其应用。以过硫酸铵(APS)为引发剂，适当温度下分批滴加单体，实验探讨了分散聚合反应温度、引发剂、单体、分散剂聚乙二醇20000(PEG20000)、乳化剂

2、及电解质用量、两种单体之比n(AM)：n(DAC)对聚合物特性粘度(h】)的影响。在w(APS)=0．19％，反应5h，充氮气30min，聚合温度60℃，w(AM)=20％，w(DAC)=0．5％，w(PEG20000)"w(H20)=0．35(质量比)的最优条件下得到最佳特性粘度。以Na2S03．烈H4)2S208为引发剂，研究温度及引发剂用量对聚合物特性粘度影响。讨论反应条件电解质、单体加入方式、引发剂种类、螯合剂种类对体系稳定性影响。用溴化法测定聚合体系反应转化率，研究以APS引发体系，聚合温度、分散剂、单体、引发剂用量及分散剂种类对反应速率影响，以Na2S03．(NH4)2S208

3、为引发体系，聚合温度及引发剂NaES03一烈H4)2S208用量对反应速率的影响，实验研究得到反应动力学方程为：在APS引发体系中Rpoc[M】127[E]o’31[I】o。73，活化能E=131．7kJ／mol；在氧化还原引发体系中Rpoc[APS]1。61[Na2S03】0．82,．活化能E=68．5kJ／mol，探讨分散聚合机理。用红外吸收光谱(IR)iaT实聚合物产物结构。通过激光光散射仪(LLS)、透射电子显微镜(TEM)和扫描电镜(sEM)测定考察分散剂分子量及用量、电解质和单体用量对聚合过程中聚合物粒径的影响。X射线衍射分析(XRD)贝JJ表明分散聚合所得共聚物比反相乳液聚合

4、、溶液聚合和反相微乳聚合离子分布更均匀。热重分析(TG)表明分散聚合制备出的产品较水溶液制备出的产品热稳定性更好，共聚率更高。沉降实验评价絮凝规律。通过测定透光率和沉淀速率来考察pH值、阳离子絮凝剂浓度、阳离子度及絮凝剂分子量等对絮凝效果影响。实验结果表明乳液聚合物5min内迅速溶解，所生成的絮团粗大且不易破碎，对污泥的COD去除率达到95％左右。最后初步探讨吸附热力学机理。关键词：阳离子絮凝剂，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，动力学，粒径，分散聚合AbstractWithstrengthincreaseonwastewatertreatment，wastageofcationicpolymer

5、flocculants(CPF)increasesrapidly．TheperfectperformanceofCPFisusedwidelyinthewastewaterfields．Inthispaper，thepreparationofCPFisstudiedbythewaterdispersionpolymerizationwithAMandDACasmonomer．Theconfirmationofbesttechnicalcondition，theeffectofsystemstability，kinetics，characterandapplicationofCPFarere

6、searched．CPFispreparedinasuitablesystem．Theintrinsicviscosity(【T1】)ofpolymerisstudiedonthedifferentreactiontemperature，initiator,monomer,dispersants，emulsifiers，electrolytesandtheproportionbetweenAMandDACintheAPSinitiatorsystem．Theresultsshowthatw((NU4)2S208)20．19％，w(AM)=20％，w(DAC)=0．5％，w(PEG20000

7、)：w(H20)20．35，nitrogengascharging30min．polymerizationtemperature60℃andreactiontime5histhebestcondition．IntheNa2S03-(NH4)2S208initiatorsystemtheeffectoftemperatureandinitiatoron【q]wasdiscussed．Finallythesystemstab