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聚酰胺-胺(PAMAM)是一种新型树枝状大分子,它具有高度对称性,表面有大量可控的官能团-NH2或-CH2CH2COOCH3,有着很好的水溶性和螯合絮凝能力。并且它的分子量和分子尺寸都可以控制,分子内部的空腔可以作为药物小分子的载体,表面的末端基团可以连接一些功能小分子,如基因、抗体等,由于这些特点,聚酰胺-胺树枝状大分子已经在很多领域得到应用。
本文以乙二胺、甲醇、丙烯酸甲酯为原料,采用发散法合成不同代数的聚酰胺-胺树枝状大分子,用酰胺化反应对树枝状大分子进行表面修饰,将小分子荧光增白剂4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸(DSD酸)引入到0.5代聚酰胺-胺树枝状大分子的末端。合成分为两个步骤,首先以乙二胺、甲醇、丙烯酸甲酯为原料,乙二胺与丙烯酸甲酯物质的量比为1:7.5,反应时间为24小时,温度在25~30℃。两者通过Michael加成方法制备半代的聚酰胺-胺树枝状大分子;其次,0.5代聚酰胺-胺树枝状大分子与DSD酸在物质量比为1:4,反应温度在20~25℃、反应时间48小时下合成树枝状荧光增白剂PAMAM-DSD。
由于聚酰胺-胺树枝状大分子自身有较强的水溶性,螯合絮凝能力,本文使用4.0代聚酰胺-胺树枝状大分子对造纸废水及印染废水进行处理,取得明显的效果。研究了树形分子的代数、溶液的酸度以及树形分子的加药量对SS和COD去除率的影响。并使用4.0代聚酰胺-胺树枝状大分子对天然沸石进行了改性,同样用改性后的沸石处理造纸及印染废水。研究了改性沸石的投加量、作用时间、溶液的酸度、作用温度等对废水SS、COD和色度去除率的影响,探索出最佳的试验条件。
通过红外光谱、荧光光谱和紫外-可见分光光度计,对合成的物质进行结构表征。红外分析检测表明,小分子DSD已成功引入聚酰胺-胺树枝状大分子上,紫外光谱表明在与商用荧光增白剂相比PAMAM-DSD的反式产物增加,荧光光谱表明PAMAM-DSD的荧光量子产率提高。
应用方面,将制得的产品用于纸张涂布、织物涂布和洗涤剂。并与商用VBL荧光增白剂进行对比结果表明PAMAM-DSD的增白效果要优于VBL荧光增白剂。且耐光性有较大增加。
在纸张涂布中的应用,施胶液添加0.2%的PAMAM-DSD,纸张白度从80.2提高到94.4,而在当添加0.2%VBL时白度只提高到92.7。同时,用PAMAM-DSD处理过的纸张其强度明显提高。
在织物中的应用中,将纯棉白布浸染在含有0.2%的PAMAM-DSD的洗涤剂,白度从80.1提高到96.8,且织物的耐光性也得到提高,而添加0.2%VBL时白度只能提高到93.7。
在洗涤剂中的应用中,在洗涤剂中添加含0.2%的PAMAM-DSD,织物白度从79.2增长到104.2,而添加0.2%VBL时白度只能提高到101.9,同时,用添加了PAMAM-DSD的洗涤剂处理过的织物其耐光性也明显提高。