收藏本站
《山东大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

分散聚合法合成阳离子型有机高分子絮凝剂PDMDAAC-AM的研究

王晓娜  
【摘要】:新型、高效水处理药剂与材料始终是水处理环保产业技术领域中重点发展的支柱产业,也是水工业与水污染治理工程技术与设备创新发展的基础产业。季铵化阳离子聚丙酰胺作为一种新型高效的有机阳离子絮凝剂成为目前国内外研究的热点。本论文在综合国内外大量相关文献的基础上,以丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基均聚物(PDMDAAC)为原料,用分散聚合法合成了AM/DMDAAC阳离子共聚物。主要研究适合于DMDAAC和AM共聚的分散体系,选择适用的稳定剂、介质、交联剂等,确定其配比。研究了阳离子型高聚物PDMDAAC-AM共聚物的最佳制备工艺,通过测定反应时间与转化率的关系研究DMDAAC和AM分散聚合反应的动力学。同时对PDMDAAC-AM的结构形貌进行分析表征,并且评价了其应用效果。为PDMDAAC-AM分散乳液聚合奠定理论基础,并为开发应用提供理论指导。 主要内容及结果如下: 1、采用分散聚合法制备阳离子絮凝剂PDMDAAC-AM,以硫酸铵的水溶液作为分散聚合的反应介质,铵盐的质量分数为总体的18%左右,所得产品比较稳定。考察其他因素对分散体系的影响,选择单体浓度在15%-22.5%范围内,稳定剂采用PVP+PD的复合型分散稳定剂,用量占体系质量的2.1%。采用V50为引发剂,投加量为单体质量的0.01%-0.04%,可以得到符合实验目的的共聚物产品。 2、考察了介质极性、单体浓度、单体配比、引发剂浓度、引发温度等影响因素对产物转化率和特性粘度的影响,得出分散聚合法制备PDMDAAC-AM的最佳反应条件为:nAW:nDMDAAC=8:2, Cmonomer (wt%)=40%, Cinitiator (wt%)0.04%,乙醇含量=50%and引发温度为40℃。在该条件下,可制得特性黏度为98 cm3/g,易分离提纯,溶解迅速,絮凝效果较好的产品。加入EDTA可加快反应速度,提高产品的转化率和特性黏度(分子量)。 3、考察了AM和DMDAAC分散乳液聚合和反相乳液聚合动力学实验,发现在分散乳液聚合中,聚合反应速率随着AM与DMDAAC摩尔比、单体浓度、稳定剂浓度、引发剂浓度和温度的增加而增加。特性粘度随着AM与DMDAAC摩尔比和单体浓度的增加、稳定剂和引发剂浓度的减少而增加。聚合反应速率与单体浓度、单体摩尔配比、分散稳定剂浓度、引发剂浓度四个因素线性相关,具体关系如下:Rp∝[M]1.44[I]0.60[S]0.39, [η]∝[M]1.26[I]-0.13[S]-0.36。在反相乳液聚合中,AM与DMDAAC摩尔比、单体浓度、乳化剂浓度、引发剂浓度对聚合反应速率的影响与分散聚合的相似,特性粘度随着AM与DMDAAC摩尔比、单体浓度和乳化剂浓度的增加,引发剂浓度的减少而增加,其动力学关系式为:Rp∝[M]2.11[I]1.21[E]0.48,[η]∝[M]0.87[I]-0.30[E]0.36。采用膨胀计法测定DMDAAC和AM反相乳液溶液聚合的表观活化能为20.33 kJ/mol,水溶液聚合的表观活化能为29.05 kJ/mol,分散聚合的表观活化能为37.38 kJ/mol。 4、分散聚合颗粒生成和增长机理主要倾向于齐聚物沉淀机理和接枝共聚物聚结机理。在分散乳液聚合体系中单体AM和DMDAAC的竞聚率分别是6.664和0.120。AM的竞聚率比DMDAAC的竞聚率要高,表明在分散体系中AM比DMDAAC更容易发生均聚合。 5、用红外光谱、核磁共振、透射电镜、扫描电镜、热分析、粒度测定仪等多种现代分析仪器和方法对分散乳液聚合法合成的有机阳离子共聚物PDMDAAC-AM的形貌结构进行了分析表征。结果表明,单体DMDAAC和AM发生了共聚,由单体转变成了聚合物。分散乳液聚合法合成的阳离子共聚物PDMDAAC-AM在溶液中呈现分散状分布的小球,反应生成的大分子在这些小球内继续与残余单体反应,同时有利于生成热的散失,使反应不易发生暴聚,对比水溶液聚合和反相乳液聚合,显示出分散乳液聚合法的特点和优点。 6.PDMDAAC—AM带有的正电荷中和污泥所带的负电荷而使污泥颗粒脱稳,易于脱水,处理效果明显优于聚合氯化铁无机絮凝剂。在污泥絮凝脱水实验中还发现,阳离子含量高的产品(2:8与1:9比较)无论是在比阻抗还是脱水率的表现中都有更好的效果。但是,阳离子度的提高会使产品粘度下降,价格上升。因此,针对不同的处理对象,可以采用不同配比的产品,以达到最佳性价比。PDMDAAC—AM的除浊效果表明,PDMDAAC—AM兼有电中和与吸附架桥两种性能。一般来说,阳离子度越高,特性黏度越大,除浊效果越好。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张凯;黄渝鸿;范敬辉;谭云;;超声波引发苯乙烯分散聚合反应制备Ag/PS复合粒子[J];材料导报;2008年S2期
2 张星;玄泽亮;程雷;郑玉婴;;苯乙烯-丙烯酸丁酯分散共聚合动力学[J];高分子材料科学与工程;2011年04期
3 王为,高建平,于九皋,林通,龚光其,郭鹤桐;分散聚合反应中苯乙烯转化率的测定[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);1999年03期
4 唐康泰,杨治中,付英毅,刘雪宁,区晖;苯乙烯和甲基丙烯酸环氧丙酯共聚物单分散粒子的合成[J];应用化学;1999年06期
5 王雅琼,许文林,鲁萍;窄分布苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物微球的制备[J];石油化工;2002年07期
6 胡杰,刘百玲,汪地强;乙醇-水介质中单分散聚甲基丙烯酸甲酯微球的制备[J];高分子学报;2003年04期
7 王玉峰;胡惠仁;;聚丙烯酰胺的分散聚合及应用研究[J];皮革化工;2006年05期
8 王玉峰;胡惠仁;;PAM的分散聚合法制备及其应用研究进展[J];中国造纸学报;2007年01期
9 程艳玲;邱俊英;易昌凤;徐祖顺;;超声辐照分散聚合制备聚苯乙烯纳米微球[J];应用化学;2008年10期
10 俞成丙;吴若峰;吕希林;易群;徐静靓;;微型分散聚合法制备聚苯乙烯微球[J];高分子材料科学与工程;2009年06期
11 严昌虹,方新元,李雄伟;单分散性微米级微球的合成[J];高分子材料科学与工程;1991年04期
12 江兵兵,张洪涛;分散聚合法制备微米级聚苯乙烯微球[J];胶体与聚合物;2000年04期
13 茹宗玲,杜慧;苯乙烯分散聚合反应制备均一粒径PS微球[J];安阳师范学院学报;2002年05期
14 段海宝,蔡宇杰,丁先锋,李秋萍,彭奇均;粒径单分散高聚物微球制备研究进展[J];高分子材料科学与工程;2003年05期
15 杨小红,陈平,严永新,朱子春;辐射引发分散聚合制备交联型聚苯乙烯微球的研究[J];池州师专学报;2004年01期
16 吴结丰;李绵贵;张江陵;蒋拥华;;丙烯酰胺分散聚合研究进展[J];化学推进剂与高分子材料;2007年05期
17 陈炜;于德梅;张晶;解云川;;P(St-GMA)/Fe_3O_4磁性聚合物微球的制备及表征[J];化学学报;2009年11期
18 曹同玉,戴兵,戴俊燕,王艳君,袁才登;单分散、大粒径聚苯乙烯微球的制备[J];高分子学报;1997年02期
19 赵玲琳,徐自力;分散聚合法制备单分散聚苯乙烯微球的研究[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2002年01期
20 张凯,黄渝鸿,傅强,江璐霞,周德惠;分散聚合中溶剂回收利用的可行性[J];应用化学;2003年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘莲英;王胜柳;杨万泰;;分散聚合制备抗菌/光敏性核-壳/空心聚合物微球[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
2 吴天斌;柯杨船;王月红;董鹏;;聚苯乙烯包覆无机物颗粒的制备与表征[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
3 项盛;徐昆;陈强;张文德;王丕新;;在盐水中用分散聚合法制备两性聚电解质的研究[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(上册)[C];2006年
4 何辰凤;刘莲英;杨晓芳;杨万泰;;用双阳离子可聚合稳定剂分散聚合制备单分散抗菌PSt微球[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
5 郭睿威;马骁飞;刘双平;方道斌;;聚合物聚醚多元醇流变行为的研究[A];中国聚氨酯工业协会第十次年会论文集[C];2000年
6 邓敏;扈蓉;何培新;;丙烯酰胺的分散聚合[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
7 李羚露;刘畅;张德文;宋春雷;王丕新;;阳离子型聚丙烯酰胺中空微球的制备及表征[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
8 王坤;曹茉莉;佟斌;;大粒径高交联微米级聚合物微球的制备及机理研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
9 张凯;;超声波引发分散聚合反应制备Al/PS微胶囊[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
10 佟斌;孙洪波;曹茉莉;董宇平;支俊格;;分散聚合法制备高交联单分散聚(甲基丙烯酸甲酯-乙二醇二(甲基丙烯酸)酯)微球[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 赵引德;聚丙烯酰胺新工艺高效低成本[N];中国化工报;2007年
2 余林;新型废水处理专用剂环保省钱[N];中国化工报;2006年
3 通讯员 于柏林 记者 张兆军;新型材料大幅提高治污能力[N];科技日报;2005年
4 于德福;二氧化碳显威高新领域[N];中国矿业报;2003年
5 王博;水分散型聚丙烯酰胺系列产品问世[N];中国化工报;2005年
6 郝传信;柘城说唱团坚持农村演出28年[N];今日信息报;2006年
7 马扬;新型废水处理剂消除三次采油技术瓶颈[N];中国环境报;2006年
8 郝传信 韩敬贺 李树峰;河南柘城说唱团坚持农村演出28年[N];中国文化报;2006年
9 伯文;油田废水处理废弃物高值利用[N];中国化工报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓娜;分散聚合法合成阳离子型有机高分子絮凝剂PDMDAAC-AM的研究[D];山东大学;2011年
2 张芬;电荷稳定分散聚合体系制备聚合物微球的研究[D];北京化工大学;2010年
3 王传兴;两性聚丙烯酰胺分散体系的合成及溶胀特性[D];青岛科技大学;2010年
4 邢长民;马来酸酐电荷转移络合物体系表面接枝聚合研究及“自分散”聚合制备高分子微球[D];北京化工大学;2005年
5 王静;电泳粒子的制备及其在电子墨水中的应用[D];天津大学;2007年
6 程新建;PMMA/SiO_2有机—无机复合粒子及无机空心微球的制备与表征[D];复旦大学;2007年
7 张琦;单分散功能聚合物微球的研究[D];天津大学;2010年
8 王华林;有机聚合物/SiO_2有机无机杂化材料的研究[D];合肥工业大学;2006年
9 郭睿威;聚合物聚醚多元醇的合成与应用研究[D];天津大学;2003年
10 丁雪峰;无机/有机纳米复合材料及中空材料的合成研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐人威;阴离子分散聚合制备单分散聚合物微球的研究[D];北京化工大学;2004年
2 李慧;改进的分散聚合法制备磁性高分子微球及其性能研究[D];华中科技大学;2011年
3 刘含雷;低电荷密度聚丙烯酰胺水分散体的研制[D];青岛科技大学;2010年
4 袁定重;分散聚合法制备固定化酶载体P(St/MAA)/Fe_3O_4的研究[D];西北工业大学;2006年
5 张友稳;分散聚合两步法制备壳交联聚合物微球及自模板制备空心球[D];北京化工大学;2010年
6 杜召平;分散聚合制备聚苯乙烯及其共聚物微球的研究[D];北京化工大学;2012年
7 周细濠;分散聚合法合成阳离子高分子絮凝剂及其构性表征[D];广州大学;2012年
8 李羚露;醇水介质中阳离子型聚丙烯酰胺的制备与表征[D];长春工业大学;2010年
9 李艳禄;阳离子型单分散聚苯乙烯微球的制备与表征[D];湖南科技大学;2012年
10 常勇慧;分子印迹技术制备DBT固相萃取剂的研究[D];南京工业大学;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978