高性能阴离子型聚丙烯酰胺制备及其性能研究

摘要

在水溶液环境中，选用K2S2O8和NaHSO3作为氧化.还原引发剂，研究了聚合反应温度，聚合反应pH值，聚合反应时间，各种助剂的用量等因素对阴离子型聚丙烯酰胺聚合反应的影响。
　　 运用红外光谱法检测了聚合产物的结构，结合GB12005.1-89和GB12005.2-89的方法测定聚合物的粘均相对分子质量；又用纳米激光粒子测定仪测定聚合反应试样的zeta potential；比较了聚合试样与参照试样(华强试剂公司的APAM，Mr.为1200万)对工厂矿浆污水的去除效果。
　　 正交试验结果显示聚合产物粘均相对分子质量较佳的制备条件为聚合反应温度为52℃，聚合反应时pH值控制在11.00～11.30之间，聚合反应时间为3.5小时，单体nAM/nAA比例为2:1且总浓度(即单体AM和单体AA)为0.0032mol/g(相对于75.0ml水而言)，链转移剂甲酸钠、偶氮试剂尿素、乙二胺四乙酸、K2S2O8和NaHSO3(K2S2O8与NaHSO3的物质的量之比为2:1)氧化-还原引发剂的质量分别相对于75.0ml水的用量为0.1000克、0.0025克、0.0020克、0.06％，溶剂水的总用量为75.0ml，此时聚合物的粘均相对分子质量在1.03×106～1.30×106之间；聚合产物zeta potential较高的制备条件为聚合反应的温度为35℃，聚合反应时pH值控制在7.00～7.30之间，聚合反应时间为5.8小时，单体nAM/nAA比例为1:1且总浓度(即单体AM和单体AA)为0.0028mol/g(相对于75.0ml水而言)，链转移剂甲酸钠、偶氮试剂尿素、乙二胺四乙酸、K2S2O8和NaHSO3(K2S2O8与NaHSO3的物质的量之比为2:1)氧化-还原引发剂的质量分别相对于75.0ml水的用量为0.3500克、0.0500克、0.0100克、0.08％，溶剂水的总用量为75.0ml，此时聚合物的zeta potential大小为-82.5mv。
　　 通过试验也发现粘均相对分子质量在1.03×106～1.30×106之间的聚合物和zetapotential为-82.5mv的聚合物对矿浆污水的絮凝处理效果均比参照试样的絮凝处理效果好，聚合产物的去除效率达到99.87％。