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两性聚丙烯酰胺乳液的制备及其性能研究

庄曦  
【摘要】:两性聚丙烯酰胺(AmPAM)是一类具有特殊结构的水溶性高分子,与仅有一种电荷的阳离子或阴离子聚丙烯酰胺相比,不仅兼有二者的综合性能,而且有明显的“反聚电解质效应”和pH值适用范围广等特点,在油田开采、污水处理、造纸助剂等方面具有广泛的应用前景。因此开发研究AmPAM对国民经济发展和环境保护有极其重要的意义。 以AM、DMC、AA为原料制备两性聚丙烯酰胺乳液AmPAM,实验结果表明:单体AM用量为30%,油水质量比为1.2:1,单体摩尔比n(AM): n(DMC):n(AA)为1:0.6:0.3,引发剂用量为0.8%,乳化剂用量为10%,聚合温度为50℃时,得到的产品综合性能最佳,相对分子质量达528万,阳离子度可达31.2%,阴离子度可达20.3%。 红外光谱分析结果表明:AmPAM中含有羧基、季铵基和酰胺基团,表征结果符合两性聚丙烯酰胺的特征基团。 利用AmPAM处理生活污泥和造纸混合污泥以检测二者的脱水性能,实验结果表明:AmPAM具有良好的脱水性能。在上述两种污泥的脱水过程中,AmPAM的最佳用量均为12.5 mg/L,最佳pH值为5。加入AmPAM可以明显提高污泥的沉降速度,生活污泥和造纸混合污泥的沉降速度分别为空白污泥沉降速度的1.4倍和1.3倍。AmPAM对生活污泥的脱水性能优于CPAM和NPAM的脱水性能,加入AmPAM后,生活污泥含水率降至93.8%; AmPAM对造纸混合污泥的脱水性能略差于CPAM而优于NPAM的脱水性能,加入AmPAM后造纸混合污泥含水率降至93.9%。 絮凝性能研究结果表明:AmPAM对生活污水和造纸废水有良好的絮凝处理效果。当絮凝剂用量为12.5mg/L,pH值为6,温度为30℃时,絮凝效果最好,处理后生活污水透光率为95.5%,造纸废水透光率为94.8%。与其他有机高分子絮凝剂(如CPAM和NPAM)的性能比较实验可知,AmPAM的絮凝效果优于CPAM和NPAM,处理后生活污水透光率为98.3%,CODCr去除率可达80.2%; 造纸废水透光率为89.9%,CODCr去除率可达79.8%。


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