论文部分内容阅读
两性聚丙烯酰胺(Amphoteric polyacrylamide,AmPAM)是一类具有特殊结构的线性水溶性高分子化合物。这类产品优点在于产品均一、质量稳定和使用方便,在污水处理、油田开采、造纸助剂等方面具有广泛的应用价值;由于AmPAM结构和合成工艺复杂,已经成为广大学者的研究的热点。本文通过光引发技术,采用均聚共水解法和共聚法合成目标产物;均聚共水解法是以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)与丙烯酰胺(AM)发生聚合反应,同时有部分酰胺基被水解生成羧基制备AmPAM;共聚法以丙烯酸钠(NaAA),DMC与AM共聚合成AmPAM;研究反应体系的单体配比、质量分数、引发剂的用量、光照时间、反应温度、PH等因素对产物的固含量、特性粘数、产品转化率的影响;比较两种合成方法的优劣,通过正交试验获得最佳的实验方案,为工业化生产提供理论依据。通过两种方法合成AmPAM的最佳条件为:均聚共水解法制备AmPAM的最佳工艺为:n(AM):n(NaOH):n(DMC)=1:0.15:0.18,单体质量分数为35%,引发剂用量为0.08%,光照时间为1h左右,反应体系PH为7.5,反应温度为30℃,产物特性粘数为522mL/g,固含量为44.3%,阳离子度为14.78%,阴离子度为11.13%,丙烯酰胺残留量为0.042%;共聚法制备AmPAM的最佳工艺为:n(AM):n(NaAA): n(DMC)=1:0.65:0.16,单体质量分数为40%,引发剂用量为0.06%,光照时间为2小时左右,反应体系PH为7.0,反应温度为40℃,所得产物特性粘数为813mL/g,固含量为47.1%,阴离子度为35.65%,阳离子度为9.40%,丙烯酰胺残留量为0.037%。采用红外光谱与核磁氢谱对合成产物组成和结构表征,结果表明:聚合物已经生成。试验合成的产品通过与工业级别的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)、非离子聚丙烯酰胺(NPAM)对煤泥水絮凝效果比较,AmPAM对煤泥水的絮凝性能研究,上清液的透光率和煤泥颗粒沉降速率效果都好于工业产品。通过两种矿区煤泥水的比较,AmPAM对于难沉降,粒度细、灰分高的煤泥水絮凝有很好的效果。