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阳离子型聚丙烯酰胺的合成及絮凝性能的研究

郭立颖  
【摘要】:阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)是聚丙烯酰胺的一种衍生物,是对污水处理有优良效果的阳离子型高分子絮凝剂。由于其独特的侧链结构和带高密度电荷,适合于含细粒级悬浮物、有机物和胶体等废水的处理。一般国内多用改性法制备CPAM,阳离子度低、工艺复杂。本文采用光引发技术合成CPAM样品,质量高、水溶性好、成本低、无污染性,合成的实验条件简单,过程易操作,生产投资少,易于实现工业化生产。 通过单因素的合成试验与多因素的正交试验可知,光源的种类、光引发剂种类与用量、阳离子单体种类、聚合体系PH值、单体摩尔配比与单体总浓度以及温度等工艺参数对聚合物性能都有一定的影响。结果表明:在纯紫外灯(GGZ1000直管形紫外线高压汞灯)的照射下,采用光引发聚合技术,以含量为60%的银单1号和浓度为26%的丙烯酰胺为单体,在光引发剂3Π精的单位用量为15.40×10~(-3)ml/L,单体摩尔配比为n(DMDAAC):n(AM)=1:6,单体质量总浓度为20%,溶液PH=5~7,反应温度为55℃~65℃的条件下合成的CPAM样品性能最好,其特性黏数高达769.2ml/g,阳离子度高达13.6%。 红外光谱和核磁共振谱图对共聚物分子结构的分析说明紫外光引发技术合成的CPAM样品是典型的阳离子型共聚产物,即阳离子单体和丙烯酰胺单体发生了共聚反应。 由CPAM沉降煤泥水的絮凝试验可知,CPAM的特性黏数,阳离子度以及药剂用量对煤泥水的絮凝效果都有很大影响。结果表明:对浓度为40g/L的望峰岗煤泥水,在CPAM的特性黏数为510.0~575.2ml/g之间时,当CPAM的阳离子度为8.6%,药剂单位用量为2~4g/m~3时,煤泥水的沉降效果最好,透光率最高可达93%;CPAM的特性黏数越大,其絮凝效果越好,对浓度为60g/L的望峰岗煤泥水,在CPAM的阳离子度为8.35%~8.89%之间时,当CPAM的特性黏数为765.7ml/g,药剂单位用量为2~4g/m~3时,煤泥水的沉降效果最好,透光率最高可达98%;不同类型的PAM对煤泥水的沉降效果不同,试验数据表明CPAM的絮凝性能优于PAM和PHP,特别是对粒度细、富含高岭土的难沉降煤泥水,阳离子型CPAM的絮凝效果更为有效。


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