改性羧甲基纤维素絮凝剂的制备及性能研究

以羧甲基纤维素(CMC)为主要原料、过硫酸铵为引发剂、N-N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)等单体为改性剂,在一定条件下进行接枝共聚,制备了改性CMC絮凝剂,分析了质量比、反应时间等因素对接枝共聚反应的影响,并将改性CMC絮凝剂用于去除浊度试验。结果表明:最优制备条件为CMC∶单体总量比为3.5∶10,单体配比AA∶AM∶DMDAAC为4∶3∶3,反应温度75℃,反应时间3 h,引发剂用量0.25%;当p H值为8.5,絮凝剂投加量20 mg/L,依次先180 r/min搅拌10 min、再30 r/min搅拌15 min、最后静置1 h混凝沉降条件下,絮凝效果最佳。     

响应面法优化阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备条件

采用丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)与丙烯酰胺(AM)为原料,以叔丁基过氧化氢和焦亚硫酸钠为引发剂,通过水溶液聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(DAC-AM).以絮凝剂对油田模拟废水浊度去除率为指标,探讨DAC与AM摩尔比、反应温度、反应时间及引发剂用量对絮凝效果的影响,通过响应面法优化的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(DAC-AM)最佳合成条件为:n(DAC)∶n(AM)为2.11∶1,反应温度59.8℃,反应时间7h,引发剂用量0.022mol/L.在此条件下,絮凝剂对模拟废水浊度去除率为91.4%.     

淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂的制备及性能研究

研究了淀粉接枝丙烯酰胺制备絮凝剂的工艺过程 ,测定了其絮凝性能。实验结果表明 :玉米淀粉为接枝反应适宜的原料 ,原料丙烯酰胺和淀粉的最佳重量比为 2 .7∶1,最佳引发剂浓度为 1× 10 -3 mol/L ;接枝聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝效果受温度和pH值的影响小 ,絮凝湿法磷酸料浆的最佳用量为 4mg/kg ,而采用市售聚丙烯酰胺的最佳用量为 6mg/kg。     

光聚合壳聚糖基絮凝剂的制备及性能

通过马来酸酐酰化改性壳聚糖,制备水溶性的马来酰化壳聚糖(MHCS);采用紫外光引发MHCS和丙烯酰胺(AM)接枝共聚制备P(MHCS-AM)絮凝剂。探讨单体含量、反应时间、醋酸含量、壳聚糖与马来酸酐的摩尔比对P(MHCS-AM)特性黏度与接枝效率的影响,采用红外光谱、扫描电镜、差热热重对其结构与组织进行表征,优化其制备和絮凝条件。结果表明：制备P(MHCS-AM)的优化条件为单体质量分数12.5%～17.5%、反应时间3～5 h、醋酸质量分数2%～4%、壳聚糖与马来酸酐的摩尔比1∶2～1∶4,P(MHCS-AM)特性黏度和接枝效率最高可分别达2 368.09 mg/L和163.7%;MHCS和AM成功发生接枝共聚反应,MHCS表面有大量多孔或凸起结构,AM成功接枝到MHCS骨架上,P(MHCS-AM)在常温条件下性质稳定不易发生分解;P(MHCS-AM)的絮凝性能优于市售的聚丙烯酰胺(PAM)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)等絮凝剂,其优化的絮凝条件为投加量2～4 mg/L、pH值6～9、水力条件G为200 s^-1,对水体浊度的去除率可达85%以上。     

羧甲基纤维素接枝二甲基二烯丙基氯化铵丙烯酰胺共聚物的合成

以羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose,简称CMC)为基材,石蜡为油相,二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺(AM)为共聚单体,在反相乳液中合成羧甲基纤维素 二甲基二烯丙基氯化铵 丙烯酰胺接枝共聚物(CMC g DMDAAC AM)。考察了乳化剂、引发剂、油水体积比和单体配比对接枝共聚反应的影响,得到合成CMC g DMDAAC AM的最佳条件为:w(totalmonomers)=35%,m(DMDAAC)∶m(AM)=1∶1.75,w(Span 80)=6%,引发剂c[(NH2)4S2O8]=0.055mol/L,油水体积比V(油)∶V(水)=1.2∶1,θ=48℃,t=4h。     

阳离子型天然高分子絮凝剂的合成及絮凝性能

研究了合成淀粉接枝二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)阳离子天然高分子絮凝剂的方法。考察了不同的氧化 还原引发体系并确定了合成的最佳工艺条件 :m(淀粉 ) :m (DMDAAC)为 1∶4 ;单体总浓度为 35 % ;引发剂浓度为 0 .8mmol/L ;pH值 2～ 3;反应温度 5 0℃ ;反应时间 6h。并对制得的产物进行了絮凝性能实验 ,结果表明该产物具有良好絮凝性能     

壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚高分子絮凝剂研究

为改进壳聚糖化学性质不活泼、溶解性差等缺点,采用壳聚糖中胺基、羟基可生成多功能基团的性质,研究了壳聚糖（CTS）-丙烯酰胺（AM）接枝共聚的反应规律,及产物的结构性能。由反应的接枝率、接枝效率表明,在氮气的保护下,以硝酸铈铵为引发剂,控制m（CTs）：m（AM）=1：5,于60℃下接枝共聚的反应2h,可制得一类新型壳聚糖改性絮凝剂,并用IR、SEM对产物结构进行了表征,同时用某印染厂废水进行了絮凝实验,结果表明,其废水中COD去除率可达到60％左右。     

微细粒煤泥水用絮凝剂的合成与应用

絮凝剂在细粒煤泥水净化和闭路循环过程中具有极其重要的作用.采用接枝共聚反应的方法在淀粉骨架上引入二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC),丙烯酰胺(AM)单体合成了阳离子改性淀粉高分子絮凝剂(St-DMDAAC-AM),利用红外光谱(IR)和差示扫描量热分析(DSC)表征了产品的结构和热性能,通过扫描电镜(SEM)直接观察、研究了淀粉改性前后的超微形态和结构.以典型细粒煤泥水为处理对象进行了絮凝沉降及压滤试验,研究并优化了药剂添加制度.IR,DSC和SEM对絮凝剂的官能团特征峰、热转变温度和表面形态的表征以及工艺试验的结果,证明了St-DMDAAC-AM接枝的成功和性能的提升,此絮凝剂同时发挥电中和凝聚及架桥絮凝的双重作用,有效改善了微细粒沉降与压滤效果,在最佳药剂制度下,能使细粒煤泥浓缩沉降的溢流浓度达2 g/L,底流压滤的滤饼水分可控制在20%～25%左右,滤液浓度低于10 g/L.     

反相乳液中St-g-AM共聚物的Mannich反应

以甲醛、二甲胺为胺化试剂,通过对反相乳液中制得的淀粉接枝丙烯酰胺共聚物(St-g-AM)进行Mannich反应,得到阳离子化的乳液产品。对合成路线、醛胺缩合反应及Mannich反应的摩尔比、反应温度、反应时间、pH值等因素进行了研究。结果表明,采用先将甲醛与二甲胺进行反应,再与反相乳液中的淀粉接枝丙烯酰胺聚合物反应的路线对反应更为有利。当n(酰胺基)∶n(甲醛)∶n(二甲胺)为1∶1∶1.2,反应温度为40~50℃,介质pH值为5~6,反应时间为3~4 h,胺化度可达到23.5%,产品的特性粘数达到960 mL/g,且产品的稳定性、溶解性都较好。通过Mannich反应制得的淀粉接枝共聚物的胺化产物是具有优良絮凝性能的污水处理用絮凝剂。     

三元共聚阳离子聚丙烯酰胺的合成及性能评价

以丙烯酰胺(AM)为分子骨架,丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)为阳离子单体,通过水溶液共聚合的方法,合成了一种新型高分子材料--阳离子絮凝剂P(AM-DAC-DMDAAC). 确定了反应的最佳合成条件:单体质量分数30％,引发温度12℃,pH值为5.0,阳离子单体含量25％,引发剂AM-01和K₂S₂O₈质量分数分别为0.03％和0.003％. 用粘度法测定了聚合物的相对分子质量,运用红外光谱和核磁共振对聚合物结构进行分析,并用合成的絮凝剂对城市生活污水进行絮凝试验,测定其絮凝性能.     

响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能

以羧甲基壳聚糖（CMCTS）为主链模板、丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为共聚单体,通过紫外光引发聚合法制备新型阳离子絮凝剂CMCTS-g-CPAM。采用响应曲面法（RSM）得到CMCTS-g-CPAM的最佳制备条件：光照时间为2 h、光引发剂质量分数为0.04%、pH值为8。接枝共聚物CMCTS-g-CPAM的红外光谱（FT-IR）和核磁共振（¹H-NMR）表征表明AM、DMC和CMCTS已成功聚合。污泥脱水实验验证其具有良好的污泥脱水性能：在絮凝剂投加量和pH值分别为30 mg/L和10时,污泥比阻（SRF）由9.10×10¹³ m/kg降至1.96×10¹³ m/kg,滤饼含水率（FCMC）从90.15%降至79.28%,其污泥脱水效果和经济效益均优于市售CPAM。同时,此研究在污泥脱水中的应用为污泥脱水领域的絮凝处理和改性壳聚糖提供了一定参考。     

新型疏水改性阳离子聚丙烯酰胺的制备及表征

以丙烯酰胺(AM)为主单体、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)为阳离子单体、烷基糖苷(APG)为疏水单体,经低压紫外光引发共聚,成功合成了新型疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM-DAC-APG).利用FTIR、SEM以及1H-NMR观察并分析其化学结构、表面形貌.研究了总单体质量分数、引发剂质量分数等因素对聚合反应...     

光聚合壳聚糖基絮凝剂及其絮凝性能

壳聚糖是一种天然碱性氨基多糖物质,其分子上分布着许多功能性的氨基和羟基,使其能成为潜在的高效絮凝剂。采用紫外光引发壳聚糖(CS)与丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)接枝共聚制备P(CS-AD)絮凝剂,探讨了单体浓度、壳聚糖百分比、阳离子度、光引发剂浓度、光照时间对P(CS-AD)的特性粘度的影响,确定了合成的优化条件:单体浓度为30%~40%、壳聚糖百分比为10%~20%、阳离子度为30%~40%、光引发剂浓度为0.3%~0.5%、光照时间为120 min,优化后的制备的P(CS-AD)的特性粘度最高可达1865 mg/L。同时,采用红外光谱、扫描电镜(SEM)、差热热重分析(TG-DTA)对其进行表征。采用模拟硅藻土水样验证其絮凝性能,试验结果表明:P(CS-AD)的絮凝性能显著优于市售聚丙烯酰胺(PAM)。     

紫外光引发聚合P(AM-MAPTAC)及其响应面优化制备

以丙烯酰胺（AM）与甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵（MAPTAC）为共聚单体,通过紫外光引发聚合法制备阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂P（AM-MAPTAC）。通过红外光谱（IR）与差热热重分析（TG/DSC）分别对P（AM-MAPTAC）进行结构表征与热稳定性分析,并采用响应曲面法得到优化制备条件：反应体系pH为4.75,引发剂v-044质量分数为0.07%,EDTA-2Na质量分数为0.20%,n（MATPAC）/n（AM）为0.33,光照时间为60 min。在优化条件下制备P（AM-MAPTAC）絮凝剂,特性粘度可达14.72 dL/g,通过污泥脱水实验可验证该特性粘度下的污泥脱水效果最好,滤饼含水率（FCMC）达70%,污泥比阻（SRF）达6.94×10¹²m/kg,上清液剩余浊度达9.70 NTU,污泥脱水效果优于市售常用絮凝剂。     

一种新型阳离子型淀粉接枝改性絮凝剂的制备

采用自制引发剂,通过水溶液聚合制备了淀粉(St)、丙烯酰胺(AM)接枝共聚物。并以此为原材料进行羟甲基化反应,再与二氰二胺缩合脱水,制备出了阳离子淀粉接枝絮凝剂。羟甲基化反应最佳反应条件为:温度θ=50℃;pH=10;n(HCHO)∶n(St-AM)=1.1∶1.0;t=2 h;与二氰二胺缩合脱水的最佳反应条件:羟甲基化接枝物与二氰二胺的摩尔比为1∶1;pH=4;t=3 h;温度θ=45℃。产品特性黏数为1 023 mL/g,阳离子化度为50%。     

N,N,N-三乙基-2-羟基-3-月桂酰氧基丙基氯化铵的合成与性能

以月桂酸、环氧氯丙烷和三乙胺为主要原料,经酯化、季铵化合成了N,N,N-三乙基-2-羟基-3-月桂酰氧基丙基氯化铵（CELA）,对CELA的合成进行了研究。结果表明,酯化反应条件：n（月桂酸）/n（环氧氯丙烷）=1.0∶1.2,反应温度为80℃,反应时间为8h,苄基三乙基氯化铵（TEBAC）为催化剂,3-氯-2-羟基-月桂酸丙酯的收率达到98.7%;季铵化反应条件：n（中间体）/n（三乙胺）=1.0∶1.8,反应温度为80℃,以异丙醇作溶剂,反应时间为25h,得到粗产品经乙醇-丙酮混合溶剂提纯后活性物的质量分数可达到95.0%以上,对所得产品进行红外表征及性能测试。25℃时其水溶液的临界胶束浓度为0.21mmol/L,CELA的表面张力为33.27mN/m,CELA质量浓度为20g/L时对高岭土防膨率达到80%,40mg/L时对A3碳钢的缓蚀率可达到87.5%。     

十二烷基磺酸铁催化合成氯乙酸异丙酯

以十二烷基磺酸铁为催化剂,对氯乙酸与异丙醇之间的酯化反应进行了研究,考察了反应时间、催化剂用量、醇酸摩尔比等因素对氯乙酸异丙酯收率的影响。实验结果表明,反应的最佳反应条件为:氯乙酸的物质的量为0.1mol,醇酸摩尔比为1.3,十二烷基磺酸铁质量为2g(约2.5mmol),带水剂环己烷的体积为6mL,反应时间为60min,酯收率达86.7%,且所得产品无色透明,具有很高的纯度。催化剂重复使用5次仍保持较高活性。合成反应条件温和,反应时间较短,操作简便,后处理过程简单,无三废产生。同时对产品红外光谱进行了表征。     

水溶液聚合法合成阳离子絮凝剂的应用研究

以丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体,过硫酸钾为引发剂,水溶液聚合法合成了一种新型的阳离子絮凝剂.通过单因素分析确定了较佳的反应条件为：聚合温度为70℃,引发剂用量为0.16%,单体配比m（AM）∶m（DAC）=1︰8,总单体浓度为20%,反应时间3h.在最佳反应条件下,所得阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的特性黏数为15.792 2dL/g,在其加入量为0.003%的条件下处理污泥,上层清液透光率达90.7%,污泥脱水率达89.2%.