阳离子聚丙烯酰胺的光聚合及絮凝效果研究
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-P(AM-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)正交实验研究了P(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(AM)为1：6，引发剂用量为40μl，引发温度为25℃，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％。
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。
阳离子聚丙烯酰胺;光聚合;特性粘数;阳离子度;絮凝剂
安徽理工大学
硕士
化学工艺
聂容春
2010
中文
TQ326.4
76
2011-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）