阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展

阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂具有很多优点,近年来得到国内外学者的广泛重视和开发应用。文章就近年来阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂发展概况进行了论述,并分析了它们的现状与前景。     

聚丙烯酰胺的应用与市场需求分析

介绍了聚丙烯酰胺的主要应用领域。分析了国内市场对聚丙烯酰胺的需求，并对需求增长较快的领域进行了预测。     

聚丙烯酰胺改性絮凝剂的制备及其应用研究

以聚丙烯酰胺 (PAM)为原料 ,制备了阳离子化聚丙烯酰胺 (CPAM)、阴离子型聚丙烯酰胺(PHP)和两性离子聚丙烯酰胺 (APAM)。以膨润土悬浊液为处理对象 ,研究了各种PAM改性絮凝剂的性能。实验表明 ,单独使用PAM及其改性絮凝剂 ,各种絮凝剂的最佳用量有较大差别 ,其处理效果是 :CPAM >APAM >PHP >PAM。以钻井废水为处理对象 ,选用FeCl3为无机混凝剂 ,研究了各种产品与无机混凝剂复配使用时的性能 ,结果表明 ,其效果是 :PHP >APAM >CPAM >PAM。     

阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及应用

采用前加碱法制备阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂(APAM)。最佳工艺条件为：ρ(乙二酸四乙酸)=0．1mg/ L,反应温度24～26℃,ρ(引发剂)=22～24 mg/L,w(丙烯酰胺)=24%～28%,ρ(异丙醇)=35μg/L,pH= 10,在该条件下可得到粘均相对分子质量达2．1×10~7的APAM。将APAM用于处理化工污水,当ρ(APAM)=4mg/L时,污水的浊度去除率为95．04%,COD_(Cr)去除率为86．32%。     

新型阳离子型絮凝剂聚(N，N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵/丙烯酰胺)的合成

以乙醚为溶剂,丙烯酸二甲氨基乙酯与氯化苄进行季铵化反应,合成了新型季铵盐阳离子单体N,N-二甲基-N-苄基-N-内烯酰胺基氯化铵(DBAAC);再以DBAAC和丙烯酰胺(AM)为单体在水相中进行共聚制备了阳离子型絮凝剂DBAAC/AM共聚物(P(DBAAC/AM));用P(DBAAC/AM)处理高岭土模拟废水,采用正交实验,研究了n(DBAAC):n(AM)、聚合时间、聚合温度、引发剂K_2S_2O_8用量对P(DBAAC/AM)絮凝性能的影响;并以P(DBAAC/AM)为絮凝剂对污泥进行脱水处理。实验结果表明,合成P(DBAAC/AM)的最佳条件为:n(DBAAC):n(AM)=1:6,聚合温度60℃,K_2S_2O_8质量分数0.8%,聚合时间3h;用P(DBAAC/AM)对污泥进行脱水处理时,絮凝效果较好,所形成的絮体颗粒粒径大、沉降速率快;絮凝剂P(DBAAC/AM)的适宜加入量为6.0 mg/L。     

阳离子化聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能研究

在不同的反应条件下使环氧氯丙烷加成在聚丙烯酰胺的酰胺基上（曼尼希反应）然后在一定反应条件下用三甲胺使加成物季铵化,得到了不同阳离子度（ＣＤ）的一系列阳离子化聚丙烯酰胺（ＣＰＡＭ）并对其絮凝剂性能进行了评定,考察了ＣＤ值与絮凝性能之间的关系。     

阳离子型有机高分子絮凝剂在含油污水处理中的应用

概括总结了近年来国内外阳离子型有机高分子絮凝剂在含油污水处理中的应用情况;重点介绍了已用于处理含油污水的阳离子型人工合成高分子絮凝剂的机理、制备方法、种类、性能、应用方法以及对含油污水的应用效果;并对改性阳离子型天然有机高分子絮凝剂的发展前景做出了展望.     

丙烯酰胺—DMC阳离子型共聚物的研制

系统考察了单体含量、聚合体系pH值、反应温度、引发剂加量及干燥温度对丙烯酰胺-DMC共聚物产品性能的影响。研制了一种相对分子质量为 4×10~6～8×10~6、DMC含量为 10％～40％的阳离子型聚丙烯酰胺产品。     

阳离子型聚丙烯酰胺对聚驱采出液的协同破乳效果研究

参照渤海南堡35-2油田采出液的现场监测数据,以水解聚丙烯酰胺(HPAM)、钠膨润土、现场生产水和原油配制了模拟聚驱采出液.通过对该模拟聚驱采出液脱水率以及脱出水含油量的测定,考察了阳离子型聚丙烯酰胺加量、阳离子度、相对分子质量对协同破乳效果的影响,同时与破乳剂协同使用,考察其协同破乳时的最佳加量.实验结果表明:在55℃下,HG-752加量为100 mg/L、PDAC-AM加量为50 mg/L时,阳离子聚丙烯酰胺的阳离子度和黏均相对分子质量越大,协同破乳效果越好,使用阳离子度60%、黏均相对分子质量532万的PDAC-AM时,脱水率达98%,除油率达80%以上.     

超高分子量阳离子聚丙烯酰胺的合成

CPAM系列产品主要作为絮凝剂应用于水处理过程中，具有适应条件宽、用量小、效率高、产生残渣少、后处理方便等优点，因此工业和民用水处理对CPAM絮凝剂的需求逐年增加。分子量和电荷密度是影响CPAM絮凝剂性能的重要因素。目前国产CPAM絮凝剂存在产量小、阳离子度不高、分子量低等问题，制约了我国水处理技术水平的提高，因此开发CPAM系列新产品具有十分重要的意义。作者采用一种新型的辅助引发剂DA，合成出超高分子量的CPAM产品，是此合成领域的重大突破，具有重要的理论意义和巨大的潜在经济效益。     

疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其对含油废水的除油效果

采用水溶液自由基胶束聚合法,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸丁酯(BA)为原料,合成了疏水缔合阳离子型聚丙烯酰胺(P(AM-DMDAAC-BA))絮凝剂。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1HNMR)对P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂的结构进行了表征,考察了P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂中阳离子单体(DMDAAC)含量和疏水单体(BA)含量、特性黏数、投加量对含油废水除油效果的影响,并与其他有机絮凝剂的除油效果进行了比较。FTIR和1HNMR表征结果显示,AM,DMDAAC,BA3种单体已参与聚合;在x(DMDAAC)=20.0%～50.0%、x(BA)为2.0%左右、特性黏数为500～700mL/g时,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂对含油废水具有较好的除油效果;当x(DMDAAC)=24.3%、x(BA)=2.0%、特性黏数为636mL/g、投加量为50mg/L时,除油率可达93.4%;与其他有机高分子絮凝剂相比,P(AM-DMDAAC-BA)絮凝剂具有优异的除油效果。     

阳离子聚丙烯酰胺"水包水乳液"的制备及在油田污水处理中的应用

前言中综述了阳离子聚丙烯酰胺CPAM“水包水乳液”的概念、用途、制法及相对于粉状和凝胶状产品的优点。简介了由丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、稳定剂、引发剂在水溶液中制备质量分数0.20的CPAM“水包水乳液”的方法。3个实验室合成样阳离子度22.83%-28.01%,分子量分布很宽,在1.0 mol/L NaCl中30℃特性黏度[η]184.5-232.8 mL/g;小试样阳离子度26.98%,[η]=254.7 mg/L。在偏光显微镜下可见数百纳米至2μm的粒子。黏度30 mPa.s的实验室样和1600 mPa.s的小试样用蒸馏水稀释至质量分数0.16-0.08时形成凝胶,稀释至质量分数≤0.053后形成流动性好的水溶液。用所合成的“水包水乳液”处理胜利辛一联含油426.5 mg/L、矿化度51347 mg/L的含铁污水,去浊率随加量增大而增大,同时加入100 mg/L的PAC可使最大去浊率由70%增至97%;CPAM分子量和阳离子度越高,则絮凝效果越好;加入100 mg/L的PAC和0.5 mg/L的CPAM使污水含油降低95.4%-97.1%。在辛一联污水站,在污水中加入100 mg/L的PAC和〈10 mg/L的CPAM,絮体生成快且上浮,下层水较清。图7表3参15。     

阳离子淀粉絮凝剂的合成及应用

以3－氯－2－羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,天然高分子淀粉为原料,干法制得具有絮凝,杀菌等功能的季铵型阳离子淀粉絮凝剂。[研究了各种因素对合成的影响,根据正交试验结果,确定了最佳反应条件。结果表明,当阳离子醚化剂与淀粉摩尔比0．35,NaOH与阳离子醚化剂摩尔比1．2,反应温度80℃,反应时间3h时,季铵型阳离子淀粉絮凝剂相对粘度为3．26,阳离子取代度为0．32。     

阳离子聚合物型絮凝剂处理含聚污水的研究

以污水中油滴的粒径和Zeta电位及污水的浊度、含油量、过滤性为考核参数,考察了污水类型、阳离子聚合物型絮凝剂含量、絮凝剂的阳离子度和分子结构对絮凝剂处理含聚污水和不含聚污水的影响。实验结果表明,随絮凝剂FO4800SH含量的增加,不含聚污水中油滴的粒径和污水的浊度呈先减小后增大的趋势,油滴的Zeta电位呈先增大后平稳的趋势;含聚污水中油滴的粒径略有减小,污水的浊度减小,油滴的Zeta电位为负值且变化程度小。絮凝剂的阳离子度越大,含聚污水中油滴的粒径、污水的浊度、含油量越小;当絮凝剂FO4240SH,FO4440SH,FO4800SH的质量浓度分别为300,300,200 mg/L时,含聚污水的过滤性最好。交联型絮凝剂和线型絮凝剂对含聚污水的处理效果相当,但含有交联型絮凝剂的含聚污水的过滤性较好。     

氟碳改性疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的特性黏数及絮凝作用

采用氧化-还原引发体系,以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为疏水聚合单体,在过硫酸钾(KPS)-亚硫酸氢钠(SBS)体系和乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下,通过自由基胶束共聚法制得氟碳改性的疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺(FCPAM)絮凝剂。研究了单体含量、引发剂(KPS+SBS)含量对FCPAM絮凝剂特性黏数的影响,并对比了FCPAM絮凝剂和其他絮凝剂在模拟污水中的絮凝性能。FCPAM絮凝剂较佳的聚合条件为:聚合温度45℃、反应时间12.0h、x(DFMA)=0.3%、x(CTAB)=1.5%、x(DMC)=10.0%、x(KPS+SBS)=0.03%(n(SBS)∶n(KPS)=1∶2),在此条件下制得的FCPAM絮凝剂的特性黏数为550mL/g左右;在模拟污水中,当FCPAM絮凝剂的添加量为20m g/L、体系pH=6时,回用水透光率高达99%。实验结果表明,FCPAM絮凝剂具有优异的絮凝效果。     

分散聚合法制备两性聚丙烯酰胺“水包水”乳液絮凝剂

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)及丙烯酸(AA)为共聚单体,聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为分散剂,偶氮二异丁脒盐酸盐(V-50)为引发剂,在硫酸铵水溶液中通过分散聚合法制备了两性聚丙烯酰胺(AmPAM)"水包水"乳液。利用FTlR、偏光显微镜和激光粒度仪对该乳液的结构和形态进行了表征,考察了分散剂用量、单体总用量及反应条件对分散聚合的影响。实验结果表明,适宜的反应条件为:分散剂用量13.4%~20.5%(w)(基于单体总质量),单体总用量12%~15%(w)(基于反应体系质量),单体摩尔比n(AM)∶n(DMC)∶n(AA)=8∶1∶1,反应温度50~65℃,pH=5~7,反应时间11~12 h。在此条件下得到的AmPAM"水包水"乳液的表观黏度低、流动性好、稳定性高。     

有机阳离子高分子絮凝剂的合成及性能评价

二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)与丙烯酰胺 (AM)的共聚物作为一种水溶性阳离子高分子聚合物广泛用于各种水处理。通过水溶液聚合制备了一种性能优异的DMDAAC/AM共聚物阳离子高分子絮凝剂 ,在室内进行了絮凝、脱水和浮选等性能评价 ,并讨论了各种合成条件对产品性能的影响     

高效阳离子聚合物絮凝剂的制备及性能研究

通过反相乳液法合成了不同阳离子度的丙烯酰胺（AM）与二甲基二烯丙基氯化铵（DADMAC）二元共聚物及AM与DADMAC和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）三元阳离子共聚物。分别考察了二元单体质量比和三元单体摩尔比对共聚物性能的影响,结果表明,二元共聚物中DADMAC单体反应不完全;三元共聚物中随着DMC含量的增加,共聚物阳离子度和特性粘数也随之增加。考察了共聚物阳离子度对絮凝效果的影响,结果表明,当共聚物阳离子度达65％～68％时,处理膨润土悬浮体系的效果较佳。     

复配絮凝剂在城市生活污水处理中的应用

将聚合氯化铝铁(PAFC)与聚丙烯酰胺(CPAM)复配用于处理城市生活污水,絮凝搅拌试验得出最佳的应用条件为:PAFC投加量30 mg/L,CPAM为4 mg/L,pH为6~8。此条件下具有沉降速度快、除浊效率高等特点。聚合氯化铝铁与聚丙烯酰胺复配的絮凝性能比聚合氯化铝铁更加优异。