CN101200523B - 一种从制浆废液制备聚合物溶液的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从制浆废液制备聚合物的方法,发明属于资源综合领域,用制浆废液、单体、交联剂、吸附剂在复合引发剂的作用下发生接枝聚合反应,制备接枝聚合物溶液。
Description
技术领域
本发明属于资源综合利用领域,特别是涉及一种从制浆废液制备聚合物的方法。
背景技术
我国是世界上受沙漠化危害最严重的国家之一。国家林业总局第二次沙化土地监测结果显示,截至1999年底,全国沙化土地面积达174.3万km2,占国土面积的18%。据统计测算,全国现有流动沙丘面积已达42.72万km2,固定及半固定沙地46.30万km2。据遥感部门的动态观测,20世纪70年代,我国土地沙化扩展速度每年1560km2,80年代为2100km2,90年代达2460km2,最新统计数据达到3436km2,相当于每年损失一个中等县的土地面积。沙漠化迅速扩展,沙尘暴频繁发生,已严重干扰了人们的正常生产、生活,对国民经济的发展带来了诸多负面影响,直接影响到国家可持续发展战略的实施。如何经济、有效的防治日益严重的沙漠化问题,对改善西部生态环境、发展西部经济具有深远意义。
造纸业是国民经济发展的基础原材料工业,是国民经济发展的支柱产业之一。我国木材纤维资源短缺而禾草类秸秆资源丰富,木浆主要依赖进口。因此在发展速生造纸专用林的同时,禾草纤维仍然是我国重要的造纸原料。我国现有禾草类(主要是农业秸秆原料)造纸企业约2000余家,由于规模小,技术落后,原料和能源消耗达,污染治理困难,大部分企业的造纸废液未能得到很好的治理和利用,对生态环境造成了严重的污染。禾草制浆废液治理问题是我国造纸行业水污染防治的重中之中。
目前国际上碱回收是禾草浆废液治理的最好技术,可实现热电联产。但由于禾草浆碱回收系统只有规模超过100吨/日,回收碱才略有盈余。由于麦草浆含硅量高,滤水性差等原因,国内已经投产的碱回收生产线有近40%不能正常运行,碱回收率达到80%的企业仅有10%左右。
治理草浆废液污染问题,除采用碱回收措施外,有效利用废液中的木质素和碳水化合物(包括各种低聚糖及糖酸)是一条更为积极的治理措施。这些物质是在自然界中可再生又可降解的天然高分子化合物,对人畜和植物无毒无害,可对其进行综合利用,生产具有实用价值且应用广泛的产品,是高效利用可再生资源、保护环境的重要举措。目前国际上已从制浆废液中研制开发了二百多种木质素产品,广泛用于建筑、石油、冶金、化工等领域。由木质素磺酸盐制备的土壤改良剂在土壤酸化治理方面已经取得了一定的成效。南京林业大学李中正教授课题组在木质素固沙材料合成方面做了较多的工作,所得材料对沙化土地具有较好的治理效果。但由于使用的是提纯后的工业木质素,产品成本较高,难易大规模推广。如何从禾草浆废液(碱性)经过简单途径合成近酸性或中性固沙材料是当前生物质固沙材料研究的热点和难点问题。
本发明利用制浆废液中木质素和半纤维素结构单元中的较高活性基团,并对其进行适当的化学交联,制备具有多种用途的聚合物。
发明内容
本发明提供一种从制浆废液制备聚合物溶液的方法。
一种从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于制浆废液、单体、交联剂、吸附剂粘土在复合引发剂硝酸铈铵和V044的作用下发生接枝聚合反应,制备接枝聚合物溶液;
所述单体为:丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰胺基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、N,N-二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种;
所述单体∶交联剂∶制浆废液∶吸附剂的比例为2-50∶0.1-1∶100∶1-15,m/m;
所述复合引发体系硝酸铈铵和V044中,硝酸铈铵∶V044=100∶5-8,m/m,硝酸铈铵∶单体=0.1-2.0∶100,m/m;
制浆废液为化学浆、化机浆和机械浆的废液;
交联剂为双丙烯酸乙二醇酯,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、尿素的一种或其组合;
吸附剂粘土为蒙脱土。
聚合物的制备方法,包括下述步骤:
在25~75℃下向制浆废液中加入适量的酸,调节体系的pH值在8-10,然后加入单体和吸附剂粘土,搅拌10min,使之充分混合;加入复合引发剂硝酸铈铵和V044,机械搅拌下反应4h;加入交联剂,继续搅拌3h,得到聚合物溶液。
所用的酸为:盐酸、硫酸、磷酸、甲酸和冰醋酸中的任何一种或其混合物。
为了进一步了解本发明的内容、特点,详细说明如下:
实施例1接枝聚合物溶液的制备:
在60℃温度下,向2L制浆废液中加入100ml 3mol/L的盐酸,调节体系的pH值至10,然后加入50g丙烯酰胺、50g丙烯酸钠、10g丙烯腈、2g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,粘土30g,搅拌10min,使之充分混合;加入4ml含硝酸铈铵100mg和V0448.0mg的水溶液,机械搅拌下反应4h;加入4g双丙烯酸乙二醇酯,继续搅拌3h,得到聚合物溶液。
实施例2接枝聚合物溶液的制备:
在60℃温度下,向2L制浆废液中加入100ml 3mol/L的盐酸,调节体系的pH值至10,然后加入30g丙烯酰胺、70g丙烯酸钠、10g丙烯腈、2g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵,粘土30g,搅拌10min,使之充分混合;加入4ml含硝酸铈铵120mg和V0448.0mg的水溶液,机械搅拌下反应4h;加入4g N,N′-亚甲基双丙烯酰胺和1g尿素,继续搅拌3h,得到聚合物溶液。
实施例3接枝聚合物溶液的制备:
在60℃温度下,向2L制浆废液中加入100ml 3mol/L的盐酸,调节体系的pH值至10,然后加入30g丙烯酰胺、70g丙烯酸钠、10g丙烯腈、2g丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、4gN,N-二甲基二烯丙基氯化铵,粘土40g,搅拌10min,使之充分混合;加入4ml含硝酸铈铵120mg和V0448.0mg的水溶液,机械搅拌下反应4h;加入5g尿素,继续搅拌3h,得到聚合物溶液。
Claims (6)
1.一种从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于制浆废液、单体、交联剂、吸附剂粘土在复合引发剂硝酸铈铵和V044的作用下发生接枝聚合反应,制备接枝聚合物溶液;
所述单体为:丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸钠、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰胺基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰胺基丙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧丙基三甲基氯化铵、N,N-二甲基二烯丙基氯化铵中的一种或几种;
所述单体∶交联剂∶制浆废液∶吸附剂的比例为2-50∶0.1-1∶100∶1-15,m/m;
所述复合引发体系硝酸铈铵和V044中,硝酸铈铵∶V044=100∶5-8,m/m,硝酸铈铵∶单体=0.1-2.0∶100,m/m。
2.按照权利要求1所述的从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于所述的制浆废液为化学浆、化机浆和机械浆的废液。
3.按照权利要求1所述的从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于所述的交联剂为双丙烯酸乙二醇酯,N,N`-亚甲基双丙烯酰胺、尿素的一种或其组合。
4.按照权利要求1所述的从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于所述的吸附剂粘土为蒙脱土。
5.按照权利要求1所述的从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于接枝聚合物溶液的合成,包括下述制备步骤:
在25~75℃下向制浆废液中加入适量的酸,调节体系的pH值在8-10,然后加入单体和吸附剂粘土,搅拌10min,使之充分混合;加入复合引发剂硝酸铈铵和V044,机械搅拌下反应4h;加入交联剂,继续搅拌3h,得到聚合物溶液。
6.根据权利要求5所述的从制浆废液制备聚合物溶液的方法,其特征在于所用的酸为盐酸、硫酸、磷酸、甲酸和冰醋酸中的任何一种或其混合物。
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