疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺的合成及应用

发布时间：2017-11-08 17:30

  本文关键词：疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺的合成及应用

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【摘要】：随着我国工业化和农业化的快速发展,导致环境问题越来越严重。为了可持续发展,合理有效地处理污水显得尤为重要。絮凝剂在污水处理方面应用很广泛,是絮凝法处理污水技术的主要体现。其中疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺是丙烯酰胺(AM)单体与具有疏水官能团和阳离子官能团的单体分子发生聚合反应形成的高分子聚合物,相比传统絮凝剂,由于其具有特殊的物理化学性质,使其在处理石油、生活污水和工业废水中更有优势。国内外研究者对疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺的研究都比较重视。本文以阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酰胺(AM)和疏水性单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)为反应单体,使用过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成的氧化还原体系为引发剂,添加表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵,在水相中聚合成疏水改性阳离子型聚丙烯酰胺P(AM-DMC-BMA)。通过单因素实验考察了引发剂用量、疏水单体的投加量、反应温度、单体的总投加量和表面活性剂投加量对反应产物分子量和阳离子度的影响情况,然后通过正交实验,从而确定P(AM-DMC-BMA)的最佳合成工艺条件。通过红外光谱分析,对聚合物的结构进行表征。另取反应得到的聚合物来处理高岭土模拟废水,并用聚丙烯酰胺做对照,观察絮凝情况。考察了pH、絮凝时间、阳离子度、投加量和絮凝剂相对分子质量对其絮凝效果的影响。实验结果表明:在单因素实验中,引发剂用量对聚合反应影响较大,当其为0.6ml时聚合效果最好;随着疏水单体和反应温度的增加,反应产物的分子量和阳离子度都会先增大后减小,当疏水单体投加量为3g,反应温度为45℃时,二者均达到最大值;当单体总量达到18g,表面活性剂投加量为1.5g时,聚合反应效果最好。在正交实验中,当引发剂的投加量为0.6mL、疏水单体BMA投加量为3%、反应温度为45℃、单体总的投加量为20%和表面活性剂投加量为3g时反应产物的分子量达到最大。红外光谱分析结果表明,聚合物P(AM-DMC-BMA)中含有三个单体中的特殊官能团,是由三者聚合而成的。在絮凝实验中,实验合成的P(AM-DMC-BMA)总体絮凝效果要明显高于PAM,对聚合物P(AM-DMC-BMA)絮凝效果而言,在中性环境下絮凝效果最好,随着絮凝时间的增加絮凝效果越来越好,并且增大投加量可以增大絮凝效果,而当三元聚合物的阳离子度为1.0mmol/g时絮凝效果最好,随着絮凝剂的分子量的增加,絮凝效果先变好后变差。另外用自制聚合物对三种不同模拟废水处理后的情况表明:絮凝剂对高岭土的絮凝效果最好,其次是PVSK阴离子型模拟废水,对AgI阳离子型模拟废水的絮凝效果最差。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O633.22

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本文编号：1158146