CN104341554B - 含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂及其合成方法 - Google Patents

含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂及其合成方法,本发明通过优化反应单体浓度(初始单体质量分数)及引发剂用量等因素来提高含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂的相对分子质量大小即特定特征粘度值,同时调节聚合反应过程中反应性单体(OCDMAC)及基准单体(DMDAAC)的摩尔比例来实现其结构可控,此外,在反应后期,进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8‑NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率及产物中絮凝剂的有效成份,而获得相应的含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂产品,本发明一定程度上克服了未改性PDMDAAC絮凝剂对印染废水脱色处理时的一些弱点,同时其作为新一类聚季铵盐絮凝剂应在印染工业废水处理领域具有良好的应用前景。

Description

含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂及其 合成方法
技术领域
本发明涉及一种含疏水基聚季铵盐阳离子型絮凝剂及其合成方法,特别是一种含十八烷基疏水基团的较高相对分子质量及较低残余单体含量的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)共聚改性絮凝剂及其合成方法。
背景技术
纺织工业是我国国民经济的传统支柱产业和重要的民生产业,也是国际竞争优势明显的产业。为了满足人们对纺织织物不同色彩的需要,需要对其进行染色;但在染色时,特别是在进行深浓色染色时,由于上染率不够高,部分染料不能固着在织物上,造成了原料的浪费,进而导致了大量有色废水的产生,其色度COD值一般在8000~40000 mg/kg,有些浓废水的COD值甚至要超过50000 mg/kg,这些废水的排放造成了严重的环境污染,是影响纺织行业可持续发展的瓶颈问题;因此,要从根本上缓解或解决此问题,就必须对印染废水进行脱色处理。絮凝法相对于其他印染废水处理方法,具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率较高等优点,现在仍是目前国内外用于提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术, 其关键问题是絮凝剂的选择。聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydimethyldiallylammonium chloride,简称PDMDAAC,下同)作为一类具有特殊功能的水溶性阳离子性高分子絮凝剂,其是由阳离子功能单体二甲基二烯丙基氯化铵(dimethyldiallylammonium chloride,简称DMDAAC,下同)通过自由基聚合而得,因其具有大分子链上所带正电荷密度高、水溶性好、高效无毒等优点,近年来在水处理中的应用得到了广泛的重视。
研究表明,PDMDAAC絮凝剂结构中的季铵盐阳离子可与染料的阴离子以离子键相结合而形成较难溶于水的沉淀(色淀),以此达到对印染废水脱色的目的【文献1:赵华章,栾兆坤,岳钦艳,高宝玉. PDMDAAC系列絮凝剂的脱色性能研究 [J]. 环境化学,2002, 21(2):149-153.】,同时,若将PDMDAAC絮凝剂与聚合氯化铝【文献2:郑振晖,高宝玉,王红梅.有机高分子絮凝剂PDMDAAC对活性染料印染废水混凝脱色研究 [J]. 能源环境保护,2006,20(1):31-33.】或聚合氯化铁【文献3:孟凡娜,李明明,张其东,李宏祥. 聚二甲基二烯丙基氯化铵的染料废水脱色性能研究 [J]. 资源节约与环保,2013,(7):44-46.】复配应用时,则可以进一步提高其对印染废水的脱色效果,但仍存在一些不足:
(1)文献1,2,3中PDMDAAC絮凝剂均是通过其结构中的季铵盐阳离子与染料的阴离子以离子键相结合而形成相应的色淀,以此对印染废水产生一定程度的脱色效应,但其由阴阳离子键结合的色淀结构在水中仍会受到部分解离,以致其脱色效果进一步提高的空间有限。
(2)文献2,3中将聚合氯化铝及聚合氯化铁分别与PDMDAAC絮凝剂复配使用,进一步提高了其对印染废水的脱色效果,但是无论是聚合氯化铝还是聚合氯化铁,其在使用时均可能会发生水解或离解等副作用反应,致使在水质中形成相应的金属滞留物,由此可能会对水质造成新的“二次污染”。
本发明针对PDMDAAC絮凝剂目前仍存在的上述弱点,设计将疏水性单体十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(OCDMAC)与单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)共聚,并调节结构单元OCDMAC与DMDAAC的摩尔比例以控制产物的结构以及通过合成工艺优化来提高其相对分子质量(特征粘度)大小和单体转化率(即降低其残余单体含量),从而获得了系列化较高相对分子质量及较低残余单体含量的含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂及其合成方法。期望其在用作对印染废水脱色净化处理时,结构中的季铵盐阳离子可与阴离子染料形成色淀,而疏水性的长链烷基则进一步能防止色淀受到水份的侵蚀解离而稳定色淀结构,拟在实现不对水质造成新的“二次金属污染”的情况下而达到进一步提高脱色效果的目的,同时也为印染工业废水处理领域提供一类更为理想的疏水性聚季铵盐高技术新絮凝剂产品。
发明内容
本发明目的是提供一种较高相对分子质量及较低残余单体含量的疏水性聚季铵盐絮凝剂的合成方法,并获得具有其相对分子质量以特定特征粘度值计为1.50-2.50 dL/g,残余单体含量在3.6%以下,其结构控制以聚合反应过程中两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为2/98~98/2,且对印染废水的脱色性能均较现有同类产品有所提高的PDMDAAC共聚改性絮凝剂,一定程度上克服未改性PDMDAAC絮凝剂对印染废水脱色处理时的不足或弱点。
实现本发明目的的技术方案为:
1.本方案的基本原理依据
一方面,就分子结构而言,所得含疏水性基团的PDMDAAC共聚改性絮凝剂其结构中的疏水性基团(OCDMAC)摩尔含量是影响其絮凝应用性能的关键因素。当其中的疏水性基团含量过少时,其不能形成充分有效的防止形成色淀受到水份的侵蚀,此时其絮凝脱色性能增加不大;而其疏水性基团含量过多时,可能会限制PDMDAAC结构中的季铵盐阳离子与染料的阴离子在水中产生有效的色淀作用,也对其絮凝脱色性能形成负面影响;因此,有必要调节疏水性基团在产物结构中的摩尔比例含量,以保障所得絮凝剂产品产生较好的絮凝性能。另一方面,文献与实验研究发现,聚季铵盐阳离子型絮凝剂其相对分子质量越大,表现为其絮凝性能越好。此外,合成反应的单体转化率越高,即产物的残余单体含量越少,则意味着产物中絮凝剂有效成份就越高,其对应絮凝性能则也越好。
在合成制备过程中,所得疏水性PDMDAAC共聚改性絮凝剂的结构可通过调节聚合反应过程中疏水性单体(OCDMAC)及基准单体(DMDAAC)的摩尔比例来实现调节。同时,提高其相对分子质量可依据以下理论实现:对于自由基聚合而言,其所得聚合物的动力学链长与单体浓度成正比,与引发剂浓度(引发剂用量)的平方根呈反比【潘祖仁. 高分子化学(第三版)[M ]. 北京: 化学工业出版社, 2003: 43,44】;聚合物动力学链长越大,聚合度就越大,其相对分子质量就越大;因此,本发明以此原理为依据,设计通过协同优化反应单体浓度(初始单体质量分数)及引发剂用量等因素来有效提高所得絮凝剂的相对分子质量大小。此外,在反应后期,进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率及产物中絮凝剂的有效成份。依据上述过程,可以获得系列化含十八烷基疏水基团的较高相对分子质量及较低残余单体含量的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)共聚改性絮凝剂。
2.本方案的具体实施步骤
按照原理依据,设计如下实施步骤:
第一步,取计量的疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体【两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC) = 2/98~98/2】加入到反应器中并配成初始单体溶液质量分数为65%-75%的反应溶液;
第三步,称取占总单体质量(OCDMAC及DMDAAC质量总和)0.25%-0.5%的引发剂过硫酸铵APS并加入相对于单体质量0.005%-0.01% 左右的Na4 EDTA(乙二胺四乙酸钠)水溶液;
第三步,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护反应不受空气中O2的干扰;
第四步,反应溶液温度控制在50±5℃反应3.0-4.0h,然后升温至60±5℃进一步反应3.0-4.0 h;
第五步,反应溶液继续维持温度60±5℃,进一步加入占总单体质量0.5%-1.5%的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率,即降低所得产品的残余单体含量及提高其有效成分和絮凝效果;
第六步,测定上述经熟化的产品特征粘度值以代表其相对分子质量大小,以溴标法测定产品中残余双键来计算其单体转化率。可合成得到较高相对分子质量以特定特征粘度值计为1.50-2.50 dL/g,较低的残余单体含量(≤3.6%),其结构以聚合反应过程中两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为2/98~98/2的含十八烷基疏水基团PDMDAAC改性絮凝剂产品。
第七步,将所得的絮凝剂产品分别投入到相应的印染废水溶液中对其进行絮凝脱色处理,并用紫外吸收等手段测定所得絮凝剂絮凝脱色前后水质的吸光度,按以下公式计算:(其中A0为脱色前印染水质的吸光度,At为脱色后印染水质的吸光度)。
步骤1中所述的疏水性单体OCDMAC通过如下方法制成:在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管( 上端安装氯化钙干燥管) 和N2保护装置的干燥反应瓶中, 加入0.1 mol的十八烷基二甲基胺(OCDMA)、0.3 mol的氯丙烯(AC)和50 mL的无水乙醇, 先搅拌混合均匀, 通N2保护, 缓慢升温至50 ℃, 保温反应12 h。然后, 减压蒸馏除去小分子低沸物及溶剂,冷却至室温得白色固体即获得疏水性单体十八烷基二甲基烯丙基氯化铵(OCDMAC)。
发明效果:
1. 本发明提供了一种含十八烷基疏水基团的较高相对分子质量及较低残余单体含量的PDMDAAC共聚改性絮凝剂及其合成方法。
2. 本发明通过三通换气系统将反应体系内的空气更加充分地置换为保护性氮气,与一般的通气换气方法相比,其换气效率更高、更为彻底,更有利于保障本合成反应免于受到空气中O2的干扰而高效地进行。
3. 本发明在反应后期通过进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率,降低产品中的残余单体含量及增加絮凝剂的有效成份。
4. 与市售同类絮凝剂产品相比,本发明絮凝剂产品具有以下特点:
(1)所得产品具有较高的特征粘度值(1.50-2.50 dL/g)及较低的残余单体含量(≤3.6%);
(2)其结构控制以疏水性结构单元OCDMAC与基准结构单元DMDAAC的摩尔含量比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为2/98~98/2;
(3)产品对印染废水的净化脱色性能优于市售同类产品,且其制备工艺及应用性能均具有良好的稳定性,应用前景较好。
5. 本发明所得的含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂可直接使用,且其使用方法与现有同类絮凝剂的使用方法相似,便于其广泛推广应用。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明作进一步说明,目的在于更好理解本发明的内容。因此,所举之例不限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明通过优化反应单体浓度(初始单体质量分数)及引发剂用量等因素来提高含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂的相对分子质量大小即特定特征粘度值,同时调节聚合反应过程中反应性单体(OCDMAC)及基准单体(DMDAAC)的摩尔比例来实现其结构可控,此外,在反应后期,进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率及产物中絮凝剂的有效成份,而获得相应的含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂产品,具体步骤如下:
第一步,取计量的疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体【两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC) = 2/98】加入到反应器中并配成初始单体溶液质量分数为65%的反应溶液;
第二步,称取占总单体质量(OCDMAC及DMDAAC质量总和)0.25%的引发剂过硫酸铵APS并加入相对于单体质量0.01% 左右的Na4 EDTA(乙二胺四乙酸钠)水溶液;
第三步,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护反应不受空气中O2的干扰;
第四步,反应溶液温度控制在45℃反应4.0h,然后升温至55℃进一步反应3.0 h;
第五步,反应溶液继续维持温度55℃,进一步加入占总单体质量0.5%的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率(即降低其残余单体含量),有利于提高所得产品的絮凝效果;
第六步,依据以上实验步骤,测定上述经熟化的产品特征粘度值以代表其相对分子质量大小,以溴标法测定产品中残余双键来计算其单体转化率。可合成得到其特定特征粘度值为2.50 dL/g,单体转化率为99.2%(即残余单体含量为0.8%),其结构以聚合反应过程中两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为2/98的含十八烷基疏水基团PDMDAAC改性絮凝剂产品。
第七步,将所得的絮凝剂产品分别投入到相应的印染废水溶液中对其进行絮凝脱色处理,用紫外吸收等手段测定所得絮凝剂絮凝脱色前后水质的吸光度,并计算其脱色率。
实施例2
本发明通过优化反应单体浓度(初始单体质量分数)及引发剂用量等因素来提高含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂的相对分子质量大小即特定特征粘度值,同时调节聚合反应过程中反应性单体(OCDMAC)及基准单体(DMDAAC)的摩尔比例来实现其结构可控,此外,在反应后期,进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率及产物中絮凝剂的有效成份,而获得相应的含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂产品,具体步骤如下:
第一步,取计量的疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体【两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC) = 10/90】加入到反应器中并配成初始单体溶液质量分数为68%的反应溶液;
第二步,称取占总单体质量(OCDMAC及DMDAAC质量总和)0.30%的引发剂过硫酸铵APS并加入相对于单体质量0.009% 左右的Na4 EDTA(乙二胺四乙酸钠)水溶液;
第三步,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护体系不受空气中O2的干扰;
第四步,反应溶液温度控制在50℃反应3.5h,然后升温至58℃进一步反应3.0 h;
第五步,反应溶液继续维持温度58℃,进一步加入占总单体质量0.7%的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率(即降低其残余单体含量),有利于提高所得产品的絮凝效果;
第六步,依据以上实验步骤,测定上述经熟化的产品特征粘度值以代表其相对分子质量大小,以溴标法测定产品中残余双键来计算其单体转化率。可合成得到其特定特征粘度值为2.37 dL/g,单体转化率为98.2%(即残余单体含量为1.8%),其结构以聚合反应过程中两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为10/90的含十八烷基疏水基团PDMDAAC改性絮凝剂产品。
第七步,将所得的絮凝剂产品分别投入到相应的印染废水溶液中对其进行絮凝脱色处理,用紫外吸收等手段测定所得絮凝剂絮凝脱色前后水质的吸光度,并计算其脱色率。
实施例3
本发明通过优化反应单体浓度(初始单体质量分数)及引发剂用量等因素来提高含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂的相对分子质量大小即特定特征粘度值,同时调节聚合反应过程中反应性单体(OCDMAC)及基准单体(DMDAAC)的摩尔比例来实现其结构可控,此外,在反应后期,进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率及产物中絮凝剂的有效成份,而获得相应的含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂产品,具体步骤如下:
第一步,取计量的疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体【两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC) = 50/50】加入到反应器中并配成初始单体溶液质量分数为70%的反应溶液;
第二步,称取占总单体质量(OCDMAC及DMDAAC质量总和)0.35%的引发剂过硫酸铵APS并加入相对于单体质量0.006% 左右的Na4 EDTA(乙二胺四乙酸钠)水溶液;
第三步,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护反应不受空气中O2的干扰;
第四步,反应溶液温度控制在55℃反应4h,然后升温至65℃进一步反应3.5h;
第五步,反应溶液继续维持温度65℃,进一步加入占总单体质量1.0%的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率(即降低其残余单体含量),有利于提高所得产品的絮凝效果;
第六步,依据以上实验步骤,测定上述经熟化的产品特征粘度值以代表其相对分子质量大小,以溴标法测定产品中残余双键来计算其单体转化率。可合成得到其特定特征粘度值为2.02 dL/g,单体转化率为97.1%(即残余单体含量为2.9%),其结构以聚合反应过程中两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为50/50的含十八烷基疏水基团PDMDAAC改性絮凝剂产品。
第七步,将所得的絮凝剂产品分别投入到相应的印染废水溶液中对其进行絮凝脱色处理,用紫外吸收等手段测定所得絮凝剂絮凝脱色前后水质的吸光度,并计算其脱色率。
实施例4
本发明通过优化反应单体浓度(初始单体质量分数)及引发剂用量等因素来提高含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂的相对分子质量大小即特定特征粘度值,同时调节聚合反应过程中反应性单体(OCDMAC)及基准单体(DMDAAC)的摩尔比例来实现其结构可控,此外,在反应后期,进一步补加一定量的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步消除反应后期的残余单体,提高单体转化率及产物中絮凝剂的有效成份,而获得相应的含疏水性基团PDMDAAC改性絮凝剂产品,具体步骤如下:
第一步,取计量的疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体【两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC) = 98/2】加入到反应器中并配成初始单体溶液质量分数为75%的反应溶液;
第二步,称取占总单体质量(OCDMAC及DMDAAC质量总和)1.50%的引发剂过硫酸铵APS并加入相对于单体质量0.005% 左右的Na4 EDTA(乙二胺四乙酸钠)水溶液;
第三步,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护反应不受空气中O2的干扰;
第四步,反应溶液温度控制在55℃反应4h,然后升温至65℃进一步反应4h;
第五步,反应溶液继续维持温度65℃,进一步加入占总单体质量1.0%的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率(即降低其残余单体含量),有利于提高所得产品的絮凝效果;
第六步,依据以上实验步骤,测定上述经熟化的产品特征粘度值以代表其相对分子质量大小,以溴标法测定产品中残余双键来计算其单体转化率。可合成得到其特定特征粘度值为1.50 dL/g,单体转化率为96.4%(即残余单体含量为3.6%),其结构以聚合反应过程中两种单体的摩尔比即m(OCDMAC)/n(DMDAAC)计为98/2的含十八烷基疏水基团PDMDAAC改性絮凝剂产品。
第七步,将所得的絮凝剂产品分别投入到相应的印染废水溶液中对其进行絮凝脱色处理,用紫外吸收等手段测定所得絮凝剂絮凝脱色前后水质的吸光度,并计算其脱色率。
应用例
首先,分别配置100mg/L的活性大红3BS及活性艳蓝KNR等染料水溶液,以模拟应用中的印染废水;然后,将得的系列化含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂分别投入到相应的模拟印染废水溶液中对其进行絮凝脱色处理,并用紫外吸收等手段测定所得絮凝剂絮凝脱色前后水质的吸光度,按以下公式计算:(其中A0为脱色前印染水质的吸光度,At为脱色后印染水质的吸光度);以此可获得本专利所涉含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂对印染废水进行脱色净化的应用效果。
对比例1
本专利所涉含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂对活性大红3BS染料废水溶液的脱色净化效果列于表1。其中产品1号、5号、10号及12号分别为实施例1~4中的条件合成得到,市售PDMDAAC絮凝剂为山东某化工有限公司提供,阳离子絮凝剂703A为上海某化工有限公司提供。
本应用效果表明,所得含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂其特征粘度值为2.16-2.50 dL/g且其结构以两种结构单元摩尔含量比即m(OCMDAC)/n(DMDAAC) 计为2/98~30/70时其絮凝脱色性能较好,略优于市售PDMDAAC絮凝剂(未改性PDMDAAC絮凝剂)及明显优于另一种阳离子絮凝剂703A,因而,含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂一定程度上克服了未改性PDMDAAC絮凝剂对印染废水脱色处理时的一些弱点,同时其作为新一类聚季铵盐絮凝剂应在印染工业废水处理领域具有良好的应用前景。
表1 含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂对活性大红3BS染料废水的脱色净化效果
对比例2
本专利所涉含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂对活性艳蓝KNR染料废水溶液的脱色净化效果列于表2。其中产品1号、5号、10号及12号分别为实施例1~4中的条件合成得到,市售PDMDAAC絮凝剂为山东某化工有限公司提供,阳离子絮凝剂703A为上海某化工有限公司提供。
本应用效果进一步表明,所得含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂其特征粘度值为2.16-2.50 dL/g且其结构以两种结构单元摩尔含量比即m(OCMDAC)/n(DMDAAC) 计为2/98~30/70时其絮凝脱色性能较好,略优于市售PDMDAAC絮凝剂(未改性PDMDAAC絮凝剂)及明显优于另一种阳离子絮凝剂703A,因而,含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂一定程度上克服了未改性PDMDAAC絮凝剂对印染废水脱色处理时的一些弱点,同时其作为新一类聚季铵盐絮凝剂应在印染工业废水处理领域具有良好的应用前景。
表2 含十八烷基疏水基PDMDAAC改性絮凝剂对活性艳蓝KNR染料废水的脱色净化效果

Claims (10)

1.一种含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂,其特征在于所述絮凝剂通过以下步骤制备:
步骤1,取疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体加入到反应器中并配成初始单体溶液,OCDMAC与DMDAAC单体的摩尔比例为2/98~98/2;
步骤2,称取加入引发剂过硫酸铵APS及Na4 EDTA;
步骤3,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护反应不受空气中O2的干扰;
步骤4,升温聚合反应一定时间;
步骤5,维持反应温度,进一步加入强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率,即降低所得产品的残余单体含量及提高其有效成分,得到目标产物含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂。
2.按权利要求1所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂,其特征在于步骤1中初始单体溶液的质量分数为65%-75%。
3.按权利要求1所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂,其特征在于步骤2中所述的引发剂过硫酸铵APS用量为总单体质量的0.25%-0.5%,所述的Na4EDTA用量为总单体质量的0.005%-0.01%。
4.按权利要求1所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂,其特征在于步骤4中反应溶液温度先控制在50±5℃反应3.0-4.0 h,然后升温至60±5℃进一步反应3.0-4.0 h。
5.按权利要求1所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂,其特征在于步骤5中被维持的反应温度为60±5℃,且进一步加入的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3用量为总单体质量的0.5%-1.5%。
6.一种含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂的合成方法,其特征在于所述方法按以下步骤进行:
步骤a,取疏水性单体OCDMAC及工业DMDAAC单体加入到反应器中并配成初始单体溶液,OCDMAC与DMDAAC单体的摩尔比例为2/98~98/2;
步骤b,称取加入引发剂过硫酸铵APS及Na4 EDTA;
步骤c,以三通换气系统设备先抽去反应器中的空气,再换以氮气充分保护反应不受空气中O2的干扰;
步骤d,升温聚合反应一定时间;
步骤e,维持反应温度,进一步加入强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3,以进一步提高单体转化率,即降低所得产品的残余单体含量及提高其有效成分,得到目标产物含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂。
7.按权利要求6所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂合成方法,其特征在于步骤a中初始单体溶液的质量分数为65%-75%。
8.按权利要求6所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂合成方法,其特征在于步骤b中所述的引发剂过硫酸铵APS用量为总单体质量的0.25%-0.5%,所述的Na4 EDTA用量为总单体质量的0.005%-0.01%。
9.按权利要求6所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂合成方法,其特征在于步骤d中反应溶液温度先控制在50±5℃反应3.0-4.0 h,然后升温至60±5℃进一步反应3.0-4.0 h。
10.按权利要求6所述的含十八烷基疏水基聚二甲基二烯丙基氯化铵改性絮凝剂合成方法,其特征在于步骤e中被维持的反应温度为60±5℃,且进一步加入的强活性复合引发剂(NH4)2S2O8-NaHSO3用量为总单体质量的0.5%-1.5%。
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