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作者：

蔡海堤

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摘要：

本文首先是在系列实验的基础上,进行了一系列的探索研究,主要包括丙烯酰胺的均聚实验,丙烯酰胺均聚的的中试实验,丙烯酰胺与阳离子单体的二元和三元共聚以及合成得到的阳离子聚合物的的絮凝实验。具体研究如下:(1)通过水溶液聚合的方法,采用复合引发体系,以丙烯酰胺为原料,均聚合成聚丙烯酰胺,探讨了丙烯酰胺单体质量分数,偶氮引发剂用量,氧化还原剂质量分数,尿素、甲酸钠用量以及反应温度、时间对聚合物特性粘度的影响,合成了一种特性粘度较好,溶解性优的聚丙烯酰胺。根据我们探索的工艺参数,我们进行了放大中试实验,对得到的产品进行了溶解性能、转化率的对比,得出了聚合规模的放大,会使反应的聚合热不容易逸散,从而导致特性粘度的下降,因此,在大型工业化生产中,我们需要改进生产工艺与条件,从而得到高分子量的聚丙烯酰胺。(2)同时,我们在均聚最佳参数条件的基础上,分别采用二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为阳离子单体,与丙烯酰胺(AM)通过水溶液聚合,分别得到了特性粘度为10.59dL/g的P(DMC-AM)和特性粘度最高为7.2dL/g的P(DMDAAC-AM)。两者特性粘度的差异主要反映在聚合活性的高低上。聚合过程中分别研究了各个因素对他们特性粘度的影响,确定了最佳的合成工艺,并对他们进行了红外与核磁表征,最终确定了产物。(3)之后,在获得的二元阳离子聚合试验良好数据的基础上,继续进行了三元阳离子共聚的实验。在丙烯酰胺(AM)和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)两种单体的基础上,分别引入其他基团,比如甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、苯乙烯(St)进行聚合实验,得到了一种溶解性能好,特性粘度达到10.26dL/g的三元阳离子聚丙烯酰胺P(DMDAAC-DMC-AM),而加入苯乙烯的聚合实验,因为三者之间聚合活性相差大,使得未得到比较好粘度的产物。在实验中,我们分析了各个参数对三元共聚的影响,以期为后来者的实验提供一点借鉴。(4)我们取江西制药有限公司的废水,采用实验室自制的4种阳离子聚丙烯酰胺,以絮凝过程透光率的变化及絮凝率作为评价指标进行絮凝实验,从而研究CPAM在废水中的絮凝性能。结果证明:随着投加量的增加,絮凝性能越好,考虑到经济的因素,可以采用6g/L的投加量；对聚合的4种阳离子聚丙烯酰胺,发现尤以P(DMC-AM)的絮凝效果更好；絮凝性能随着特性粘度的增大而增大,其中特性粘度为10.59dL/g的絮凝率最佳。无机絮凝剂单独使用也能改善污水的絮凝性能,从实验中可知,聚合氯化铝的絮凝效果更好,用量为4g/L。有机无机絮凝剂复配使用在使用效果上,比单一使用絮凝性能有一定的提高,在污水处理的过程中,发现无机絮凝剂量的增加有助于絮凝率的提高。

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关键词：

聚丙烯酰胺；阳离子聚丙烯酰胺；三元阳离子聚丙烯酰胺；絮凝性能

学位级别：

硕士

DOI：

CNKI:CDMD:2.1018.001043