探究聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备及其应用基础研究

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1、华南理工大学硕士学位论文聚二甲基二烯丙基氯化铵的制备及其应用基础研究姓名：袁春来申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：阮复昌20050501摘要相当多的水污染来自于化学工业捧放的各种污染物，印染工业和造纸工业是造成化学工业水污染的最主要原因。脱色是工业废水处理的最重要方面之一，絮凝法以其众多的优点而在目前用得最多。絮凝法最关键的是絮凝剂本身的性能、絮凝剂的选择和使用，它关乎絮凝法的成败。以铝系、铁系为代表的无机絮凝剂如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等，其共同缺点是用量大，产泥量多，难脱水，铝盐积累性中毒，铁盐腐蚀性等，而有机高分子絮凝剂则具有絮凝速度快，剂量小，生成污泥量少，易于处理等

2、优点，因而有着广泛的应用前景。聚二甲基二烯丙基氯化铵作为有机高分子絮凝剂的最典型代表，因此其开发具有重要意义。论文首先对当前印染工业和造纸工业废水的污染状况，废水的性质及组成进行了简要的介绍，并对其处理技术进行了系统综述。论文重点阐述絮凝法处理原理、条件及其在印染废水和造纸废水脱色处理中的研究进展。同时，论文也对现有絮凝剂的分类及其优缺点进行了阐述。然后，对二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)系列聚合物在国内外的研究及其应用状况进行了评述。论文的核心内容之一是对聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)的合成进行研究，其内容包括二甲基烯丙基铵的制备、二甲基烯丙基铵的季铵化以及二甲基二

3、烯丙基氯化铵单体的均聚等。论文主要研究了反应温度、反应时间、引发剂浓度以及单体浓度等因素对各阶段产品的影响。研究表明，在密闭条件下，通过半连续反应的方式，将温度控制在5℃，反应时间控制在3．5h左右，pH值控制在9．5～lO．5的情况下所得二甲基烯丙基铵的产率最高。以丙酮为溶剂，在45℃下将叔胺回流冷凝9h季铵化制备DADMAC单体的方法为最佳工艺。同时，对无法制备固体DADMAC单体的原因进行了探讨。在不需氮气保护的条件下，于70℃下，pH4．5～5．5，单体浓度为60％，均分别加入占单体质量百分分数l％的过硫酸铵(APS)和乙二胺四乙酸(EDTA)的情况下反应12h，所得PDA

4、DMAC的特性粘度最高。论文对PDADMAc产品应用于高色度、高浊度的印染废水和造纸废水处理中，发现其具有优异的絮凝脱色性能，研究了各种废水的处理条件及其絮凝脱色机理等。并同市场上效果最好的无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)以及有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)进行了对比试验，发现其处理效果优于PFS、PAC和PAM。实验发现，PDADMAC能够与PFS、PAC形成协同效应，这为其在工业废水处理上的进一步应用提供了更广阔的前景。论文最后简单扼要地作了小结，并对DADMAC系列以后的研究方向及应用提出了建议。关键词：二甲基二烯丙基氯化铵；聚二甲基二烯丙基氯化

5、铵；印染废水：造纸废水；絮凝华南理工大学硕士学位论文ABSTRACTQuiteanumberofwaterpollutionscomefrommultifariouspollutionsthatletofffromchemicalindustry．Theprintinganddyeingindustryandpapermakingindustryarememostimportantcausationthatresultinchemicalindustrywaterpollution．Themostimportantmethodofindustrywastewatertreatmen

6、tisfloeculationtreatment，whichbecomesthekeytechnologyforthetreatmentofbyreasonbecauseofitsmanyoutstandingadvantages．Whatkindoffiocculantsandtherelativetechnologytobetheselectedarethemostimportantthingsfortheflocculationtreatmenttechnology．Aluminiumseriesandferricseries，suchaspolyferricsulfate(

7、PFS)andpolyalumimumchloride(PAC)aretheemblematicalrepresentationsofinorganicflocculants(1F)。ButIFhassomecommondisadvantagessuchaslargedosage，moresludgeandhardydehydratethanorganicflocculants(OF)．Furthermore，aluminiumsaltshavetoxicityand