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高分子量聚丙烯酰胺絮凝性能測定
聚丙烯酰胺是目前應(yīng)用最為廣泛的一種水溶性高分子聚合物，但存在的問題有聚丙烯酰胺粉體產(chǎn)品相對分子質(zhì)量較低，無法滿足生產(chǎn)生活對高分子量產(chǎn)品的需求，并且粉體產(chǎn)品溶解速率較慢，使得其應(yīng)用儲存不方便。因此研究開發(fā)高分子量的聚丙烯酰胺水分散體系有極其重大的現(xiàn)實(shí)意義。 本文對高分子量的環(huán)境友好型聚丙烯酰胺的合成規(guī)律、粉末狀和水分散體型產(chǎn)品的制備以及所得產(chǎn)品的絮凝性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，得到性質(zhì)穩(wěn)定性能優(yōu)良的聚丙烯酰胺產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)中以偶氮類化合物VA-044為引發(fā)劑，分別采用水溶液聚合法和水分散聚合法，以丙烯酰胺（AM）與二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）為聚合單體合成陽離子聚丙烯酰胺（CPAM），以丙烯酰胺（AM）與二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）、順丁烯二酸（MA）為聚合單體合成兩性聚丙烯酰胺（AmPAM），并對這兩種方法所得產(chǎn)品采用以下表征方法：紅外光譜表征、聚合物固含量測定、聚合物特性粘度和分子量的測定、CPAM的陽離子度測定、水分散體粒度分布測定、水分散體表觀粘度測定、水分散體的光學(xué)顯微鏡檢測、水分散體的掃描電鏡檢測（SEM）、水分散體的透射電鏡檢測（TEM）等。 通過上述表征和測試，結(jié)果表明：①采用水溶液聚合法合成CPAM，當(dāng)單體濃度為15~20wt%，溫度在52℃，pH值為6，引發(fā)劑用量為0.05%~0.1wt%；N,N-亞甲基雙丙烯酰胺用量為0.0005~0.005wt%，單體摩爾比為8：2時(shí)；分子量最大為4.25×107；②采用水溶液聚合法合成AmPAM，當(dāng)單體濃度為20wt%，單體摩爾比為1：8：1；引發(fā)劑用量為0.01%~0.05wt%；溫度在50℃，pH值為7時(shí)，分子量最大為4.28×107，水溶液聚合時(shí)間為6~8個(gè)小時(shí)；③采用水分散聚合法合成CPAM水分散體，當(dāng)單體濃度為20wt%，引發(fā)劑用量為0.01%~0.05wt%；硫酸銨濃度為20%，分散穩(wěn)定劑聚二甲基二烯丙基氯化銨（P-DMDAAC）用量為0.40~0.45g·g-1，單體摩爾比為8：2；N,N-亞甲基雙丙烯酰胺用量為0.005~0.01wt%；溫度50~55℃，pH值5~7時(shí)，分子量最大為3.90×107，固含量99.07%；④采用水分散聚合法合成AmPAM水分散體，當(dāng)硫酸銨濃度為20~25%，分散穩(wěn)定劑P-DMDAAC用量為0.40~0.45g·g-1，單體濃度20~25wt%，單體摩爾比1：8：1；引發(fā)劑用量0.005%~0.05wt%；溫度50~55℃，pH值為7時(shí)，分子量最大為4.12×107，固含量98.61%，水分散體系均一、透明、流動性好，穩(wěn)定時(shí)間240天以上，水分散聚合時(shí)間8~10個(gè)小時(shí)。兩種聚合方法的聚合過程中通氮?dú)馀懦w系中的氧是最關(guān)鍵的一步。 通過用上述實(shí)驗(yàn)室自制聚丙烯酰胺樣品處理不同粒度大小的硅酸鈣（CP，800目），硅藻土（CP，500目），高嶺土（CP，5000目）模擬廢水，考察絮凝劑聚丙烯酰胺在不同投加量、分子量、陽離子度、pH值以及粉末產(chǎn)品和水分散體的絮凝性能，結(jié)果表明在其它條件一定的情況下，隨著陽離子聚丙烯酰胺的陽離子度、投加量、分子量的增大，被處理污水的透光率不斷增大；陽離子聚丙烯酰胺在應(yīng)用環(huán)境pH為4-7時(shí)，可以達(dá)到較好的絮凝效果；而兩性聚丙烯酰胺的最佳應(yīng)用環(huán)境pH值在5-9，可見兩性聚丙烯酰胺比陽離子聚丙烯酰胺的應(yīng)用范圍廣泛，并且水分散體產(chǎn)品的作用效果明顯好于粉末狀產(chǎn)品。
