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反相乳液聚合法制备非离子型聚丙烯酰胺
发布日期:2018-11-09  来源:环境工程   浏览次数:176
核心提示:文章已经通过《环境工程》评审!
摘要:由于国内各行各业在生产和处理污水过程中都需要大量各种类型的絮凝剂,市场应用前景十分广泛,而国内的絮凝剂大量依赖进口,因此对非离子型PAM较优合成条件进行研究十分重要。反向乳液聚合法制备非离子型聚丙烯酰胺是将配置好的单体溶液与油相混合后在具有一定HLB值的混合乳化剂下形成油包水的体系,单体在乳胶束中进行线性聚合形成分子链。最终在HLB=7、温度40℃、占单体质量的0.03%的引发剂V50条件下得到最优的非离子型聚丙烯酰胺乳液,其最高特性粘数为1231.4ml/g。进行稳定性测试,得到产品均匀且稳定;进行赤泥沉降实验,特性粘数最大的非离子型共聚物沉淀效果最好;进行固含量的测定,产品实际固含为30.2%,转化率为95.3%;进行红外光谱实验,与商品对比,具有相同的谱图,产品所得为聚丙烯酰胺。
关键词:聚丙烯酰胺;反相乳液;非离子型;特性粘数
Abstract: As the flocculants are more popular among all kinds of industries, prospects of the markets are of great extensive. So it is important to research the best conditions for synthesis of nonionic polyacrylamide. Reverse phase emulsion polymerization is to mix monomer aqueous solution and oil phase up to develop the system of W/O where monomer will be polymerized to form the molecular chains. Finally there was the most excellent nonionic polyacrylamide which was in HLB=7, T=40℃, 0.03% of monomer V50, whose intrinsic viscosity was1231.4ml/g. Testing the stability, product was even and stable; Testing setting properties of red mud, the most excellent product possessed the most obvious effect; Testing solid content, real solid content was30.2%, conversion rate was95.3%; Testing infra-red spectrum, comparing with the merchandise, it was proved that the product is nonionic polyacrylamid.
KEY WORDS: polyacrylamide; reverse phase emulsion; inonionic; ntrinsic viscosity

1引言

自1961年J.D.Vanderhoff提出反向乳液聚合的概念以来【1】,世界一直都在不停地钻研和提高反向聚合工艺。近年来在国内反向乳液法合成乳液的研究也不断受到重视,反向乳液法所形成的油包水体系让丙烯酰胺分子更稳定有效地形成线性分子链,聚合中传热和搅拌混合效果好,反应体系平稳,易控制【2】。并且最终的乳液溶解效果显著,使用起来十分方便。同时乳液的稳定性好,这是能够使得它易于保存的主要原因。
所谓反向,就是在使用时先将乳液破乳使得包含聚丙烯酰胺的水相由分散相转变为连续相,从而加大絮凝剂与目标产物的接触面积,使得产品沉淀效果更佳显著。
非离子型PAM用途较广,可用做造纸助剂、冶金沉降剂、重金属污水处理药剂、矿物浮选剂等。优化反向聚合工艺得到分子量更高的产品研究已成为化学工程和环境工程领域的大热门【3】。
不同的分子量,聚丙烯酰胺也有不同的用处。分子量在500万以上通常作为絮凝剂【4】,对于非离子型的聚丙烯酰胺,聚合体呈电中性,活性基团为氨基,和重金属离子易结合,因此主要用来处理工业废水,而且沉淀效果取决于分子量,当它越大时,PAM在污水处理方面效果越好。所以本文主要探寻在一定工艺条件下非离子型聚丙烯酰胺的最优合成条件,并将其运用于工业水的净化处理当中。
作者:朱沛东[ 第一作者简介:朱沛东(1996-),男,出生于江西省高安市,环境工程专业,本科三年级,当下在陈文汨导师的指导下参加创新创业项目。
],陈文汨[ 通讯作者简介:陈文汨(1965-),男,出生于湖南省石门县,中南大学教授,主要从事氧化铝生产工艺和氧化铝生产过程物理化学。]
 
 
 
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