阳离子型聚丙烯酰胺反相准微乳液的制备及应用

摘要

该论文在研究国内外现有聚合方法的基础上,提出了阳离子型聚丙烯酰胺反相准微乳液聚合的技术,探讨了影响反相准微乳液形成及稳定性的因素,如油相、油水体积比、乳化剂种类及配比、添加剂等.以反相乳液为初始聚合体系,油酸失水山梨醇酯Span60和辛基酚聚氧乙烯醚TX-10色成复配乳化剂,白油为连续介质,AM-01、过硫酸铵和亚硫酸氢钠组成新型复合引发体系,进行丙烯酰胺/(2-甲基丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵(AM/DMC)的反相准微乳液共聚合,研究了单体浓度、乳化剂、反应温度、反应时间、pH等因素对了聚合产品分子量、特性粘数、转化率及阳离子度的影响.文中还合成了一种改性剂,对该实验室自制的非离子型聚丙烯酰胺反相准微胶乳进行了Mannich改性,同时考察了原料配比、反应温度、反应时间等因素对胺化度即阳离子度的影响.采用该技术最终得到透明或半透明的阳离子聚丙烯酰胺反相准微胶乳产品,它具有反相乳液产品分子量高和乳化剂含量低的特点,同时具有反相微乳液产品稳定性高的优点.聚合过程中选用的引发剂为新研制的水溶性引发剂,该引发剂可在较低温度下实现单体引发,链转移常数小,可用于丙烯酰胺各类聚合工艺,也可用于各类水溶性单体聚合和乳液聚合,能够大幅度提高产品分子量,改善产品的水溶性,是一种多用途的高效水溶性引发剂.最后,用该试验室合成的阳离子型聚丙烯酰胺反相准微胶乳,对济南市污水处理厂含水率大于98﹪的生化污泥进行絮凝评价试验,考察不同阳离子结构聚丙烯酰胺的絮凝沉降效果,研究了DMC/AM投料量、阳离子度和聚合物分子量对絮凝效果的影响.试验结果表明,该文用反相准微乳液合成的阳离子聚丙烯酰胺是一种高分子量、高阳离子度、溶解性了的有机絮凝剂.它具有溶解速度快,絮凝效果好的优点,且一次性投资少,操作费用低,适于大规模生产.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1阳离子型聚丙烯酰胺的聚合方法

1.1.1水溶液聚合

1.1.2反相乳液聚合

1.1.3反相微乳液聚合

1.1.4其它聚合方式

1.2阳离子型聚丙烯酰胺的合成路线及研究现状

1.2.1非离子型聚丙烯酰胺的阳离子改性法

1.2.2丙烯酰胺单体与阳离子单体共聚

1.2.3聚丙烯酰胺接枝共聚物类

1.3阳离子型聚丙烯酰胺的应用

1.3.1在石油工业中的应用

1.3.2在水处理中的应用

1.3.3在造纸工业中的应用

1.3.4在纺织工业中的应用

1.5市场分析及课题的提出

第二章丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚合

2.1主要仪器与试剂

2.2试验方法

2.2.1微乳液形成试验

2.2.2AM/DMC共聚试验

2.3性能测试

2.3.1胶乳固含量的测定

2.3.2宏观动力学的测定

2.3.3共聚物分子量的测定

2.3.4阳离子度测定

2.4结果与讨论

2.4.1油相及油/水比的影响

2.4.2乳化剂的影响

2.4.3添加剂的影响

2.4.4单体浓度的影响

2.4.5单体配比的影响

2.4.6引发剂选择及用量的影响

2.4.7聚合温度的影响

2.4.8pH的影响

2.4.9反应时间的影响

2.5小结

第三章非离子型聚丙烯酰胺的Mannich改性

3.1主要仪器及试剂

3.2实验方法

3.2.1改性剂的制备

3.2.2非离子型聚丙烯酰胺的胺甲基化

3.3胺化度的测定

3.4实验结果与讨论

3.4.1反应物配比对胺化度的影响

3.4.2反应温度对胺化度的影响

3.4.3反应时间对胺化度的影响

3.4.4滴加速度对胺化度的影响

3.5小结

第四章阳离子型聚丙烯酰胺絮凝试验

4.1主要仪器及试剂

4.2絮凝评价试验

4.2.1烧杯絮凝试验

4.2.2量简沉降试验

4.2.3污泥沉降脱水试验

4.3结果与讨论

4.3.1不同阳离子结构CPAM对絮凝效果的影响

4.3.2不同聚合方法制得的CPAM对絮凝效果的影响

4.3.3 DMC/AM投加量对絮凝效果的影响

4.3.4 DMC/AM阳离子度对絮凝效果的影响

4.3.5 DMC/AM分子量对絮凝效果的影响

4.4小结

第五章结论

参考文献

致谢

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