疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其性能评价

随着淡水资源的日益匮乏和人们对环境保护的日渐重视，人们对水处理用絮凝剂的研制给予越来越多的关注。水溶性的阳离子聚丙烯酰胺作为一种有效的絮凝剂，在水处理、造纸和冶矿等领域得到了广泛的应用。目前国内阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的生产技术水平还落后于国外，其性能急需提高。本文在分析国内外水处理用絮凝剂的研究应用现状的基础上，为制备出性能优良的有机高分子絮凝剂，提出以丙烯酰胺（AM）为分子骨架，引入丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）阳离子组分、十六烷基二甲基烯丙基氯化铵(C16DMAAC)疏水组分，合成疏水改性阳离子高分子絮凝剂的研究思路。采用由过硫酸盐、偶氮化合物组成的复合引发体系，通过水溶液自由基共聚合法合成了三元共聚物P(AM-DAC-C16DMAAC)。考察了单体浓度、pH值、引发剂种类及用量、反应温度、疏水单体含量及助剂等聚合工艺参数对聚合反应的影响，运用红外光谱对三元共聚产物的组成和结构进行了表征，确定了其分子结构。最后，用该絮凝剂对城市生活废水进行絮凝实验，考察了不同类型聚合物的絮凝沉降效果，研究了阳离子单体加量、疏水单体加量、絮凝剂加量及静沉时间等因素对絮凝性能的影响。实验结果表明：在单体浓度为30wt％，pH=5，引发温度为15℃，引发剂AM-01、K2S2O8用量分别为单体质量的300ppm、35ppm，疏水单体摩尔含量为0.25％，AM与DAC摩尔比为3：1时，可得到具有较好性能的疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂。此类结构的聚合物既可保持阳离子高分子絮凝剂的特征，又因为疏水基团的引入使聚合物的亲水性能降低，在悬浮颗粒上的吸附能力增强，同时具备了疏水缔合高聚物的性质，从而进一步提高了阳离子絮凝剂的絮凝性能。