两性离子聚丙烯酰胺应用及制备

    两性离子聚丙烯酰胺(AMPAM) 是指大分子链上同时带有阴、阳离子基团的高分子。而这类高分子性质较为独特, 静电相互作用既可为排斥力, 也可为吸引力, 取决于分子链中阴、阳离子基团的相对数目和溶液的pH, 在溶液性质方面具有明显的反聚电解质效应。两性离子聚丙烯酰胺AMPAM已广泛应用于水处理剂、造纸和新型油田高分子化学剂等领域。两性离子聚丙烯酰胺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APAM或CPAM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适用范围广等特点, 在污水处理方面具有很大的应用潜力。在水处理中具有用量小、絮凝速度快、产生污泥含水率低等优点。因此, 近年来许多的科研工作者都致力于两性离子聚丙烯酰胺AMPAM开发和生产。
    针对两性聚丙烯酰胺制备过程中极易发生的阴离子和阳离子不相容问题, 利用阴离子型聚丙烯酰胺进行曼尼奇反应, 再对其进行季胺化,制备了两性聚丙烯酰胺。试验表明, 在pH为2~12的范围内, 两性聚丙烯酰胺的絮凝效果沉降率都可以达到90%以上, 其絮凝性能明显优于阴离子聚丙烯酰胺, 且比阴离子聚丙烯酰胺有着更广泛的pH适应性。
    以单体丙烯酰胺、阳离子单体甲基丙烯酰氧乙烯三甲基氯化铵(DMC)、阴离子单体丙烯酸(AA) , 通过反相乳液聚合法, 制得两性聚丙烯酰胺乳液。并进行聚合反应的单因素实验和产品絮凝性能的研究。实验结果表明, 当引发剂用量为0.6% ,单体用量为30% , 油水质量比为1.4:1, 单体物质的量比n(AM):n(DMC): n(AA) = 1:0.6:0.3,聚合反应温度为40℃时, 得到的产品综合性能最佳, 且产品絮凝性能良好。
    针对两性聚丙烯酰胺制备过程中极易发生的阴离子和阳离子不相容问题, 利用阴离子型聚丙烯酰胺进行曼尼奇反应, 再对其进行季胺化, 制备了两性聚丙烯酰胺。发现碳酸二甲酯具有最好的季胺化效果。当聚丙烯酰胺、甲醛和二甲胺的反应物质的量比为1:1.1:1.2, 反应温度为45℃,反应时间为4h, 最后用碳酸二甲酯季胺化, 所得两性聚丙烯酰胺絮凝性能最佳。
    国外对两性离子聚丙烯酰胺AMPAM的研究和开发十分活跃, 美国、日本开发的两性离子聚丙烯酰胺AMPAM在技术和经济上已具有工业价值。中国对两性离子聚丙烯酰胺AMPAM的研究和开发尽管起步较晚,但发展十分迅速。近年来有关两性离子聚丙烯酰胺AMPAM制备和应用的研究见于报道的逐年增加。但大部分还处于实验室研究阶段, 而国外20世纪80年代就有两性离子聚丙烯酰胺AMPAM产品投放市场, 而且品种和产量在逐年增加。国内的研究应该从合成路线和方法上改进两性离子聚丙烯酰胺AMPAM的制备, 以得到性能优越的AMPAM, 此外, 对AMPAM的合成从机理上应该进行更深入的研究, 找出产品优良且易工业化的合成方法。

本文关键词为：聚丙烯酰胺

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