试析阳离子聚丙烯酰胺的光聚合及絮凝效果研究

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1、安徽理工大学硕士学位论文阳离子聚丙烯酰胺的光聚合及絮凝效果研究姓名：张东杰申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：聂容春20100530安徽理工大学硕士论文摘要我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一，为保护有限的淡水资源，污水处理已逐渐成为我国环境保护中的核心领域。水溶性的阳离子聚丙烯酰胺(简称CPAM)作为一种有效的高分子絮凝剂，被广泛应用于水处理、造纸、选矿、洗煤等领域。目前国内CPAM的科研、生产水平还远远落后于国外。本文采用光引发聚合体系，通过水溶液自由基共聚合，引发丙烯酰胺(acrylamide，简称AM)单

2、体与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(简称DMC)单体聚合得到阳离子聚丙烯酰胺一P(舢订．DMC)。合成条件简单、易控制、成本低，产品无污染性、工业化生产使用范围广。．通过单因素实验和L9(34)正交实验研究TP(AM．DMC)的光引发聚合工艺条件。其优化后的最佳工艺条件为：单体浓度为32％(质量浓度)，单体配比n(DMC)／n(√U田为1：6，引发剂用量为401．tl，引发温度为25"C，引发时间为90min，pH值为6．0，尿素添加量为2％。该条件下得到的P(AM—DMC)的特性粘数为705ml／g，阳离子度达到13．79

3、％。实验对其余因素均优化，摩尔配比不同的条件下得到的P(AM．DMC)的阳离子度、AM单体残留量分别进行了测定。结果表明，合成的P(AM．DMC)的实测阳离子度与理论阳离子度均比较接近，说明聚合过程中DMC单体的转化率比较高；残留量测定结果表明，聚合产物中AM单体残留量均小于0．050％，说明聚合物基本无毒。对正交优化条件下得到的P(AM．DMC)进行了红外光谱结构表征，结果表明，产物为AM单体与DMC单体的共聚合产物。合成产物对煤泥水的絮凝实验结果显示：特性粘数与阳离子度对絮凝实验的透光率均有影响。在一定条件下，特性粘数

4、越大，透光率越大；阳离子度越大，透光率越大。由于单体配比n(DMC)／n(AM)对P(AM．DMC)的特性粘数与阳离子度的作用是相向的，因此特性粘数与阳离子度对透光率的影响均有最佳值，综合考虑两者，选择单体配比n(DMC)／n(AM)为1：6。其产物透光率可达93．7％，与法国商品相比，絮凝效果相差不大，能满足国内市场需求。图[22】表[20】参考文献[60】关键词：阳离子聚丙烯酰胺；光聚合；特性粘数；阳离子度；絮凝剂分类号：TQ314．24安徽理工大学硕士论文AbstractChinaisoneofthecountrie

5、swhichareshortageandheavilypollutedtowaterresources，thetreatmentofsewagehasgraduallybecamethecoreareasofenvironmentalprotectioninChina,inordertoprotectthelimitedfreshwaterresources．Asaneffectivepolymerflocculant，water-solublecationicpolyacrylamide(referredtoasCPAM

6、)hasbeenwidelyusedinwatertreatment，papermaking，oredressingandcoalwashingandotherareas．Currently,thescientificresearchandproductionlevelsofCPAMstilllagsfarbehindtheforeigninChina．Inthispaper,weusinglight—initiatedpolymerizationsystem，triggeracrylamide(abbreviatedas

7、AM)monomerandmethacryloylethyltrimethylammoniumchloride(referredtoasDMC)monomerandaggregateintoCPAM—P(AM—DMC)，byaqueoussolutionradicalcopolymerization．Inthispolymerizationsystem,experimentalconditionsissimpleandeasytocontrol，costislow,productisnon—pollutinganditha

8、sawiderangeuseofindustrialproduction．Theprocessconditionsoflight-·initiatedpolymerizationP(AM·-DMC)werestudiedbysinglefactorexperimentsandL9(34)orthogon