CN114213582A - 一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途 - Google Patents
一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114213582A CN114213582A CN202210154318.XA CN202210154318A CN114213582A CN 114213582 A CN114213582 A CN 114213582A CN 202210154318 A CN202210154318 A CN 202210154318A CN 114213582 A CN114213582 A CN 114213582A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- site
- anionic polyacrylamide
- branched anionic
- acid
- parts
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 title claims abstract description 77
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 title claims abstract description 73
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 claims abstract description 7
- CFCMNKJCKDXHHO-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylterephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C(C=C)=C1 CFCMNKJCKDXHHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- ZDZVKPXKLLLOOA-UHFFFAOYSA-N Allylmalonic acid Chemical compound OC(=O)C(C(O)=O)CC=C ZDZVKPXKLLLOOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- MTTSLAZUMLLDGZ-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylbenzene-1,3-dicarboxylic acid Chemical compound C(=C)C1=C(C=CC=C1C(=O)O)C(=O)O MTTSLAZUMLLDGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 20
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 7
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 7
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 claims description 5
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 4
- XWGJFPHUCFXLBL-UHFFFAOYSA-M rongalite Chemical compound [Na+].OCS([O-])=O XWGJFPHUCFXLBL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MAGFQRLKWCCTQJ-UHFFFAOYSA-N 4-ethenylbenzenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C1=CC=C(C=C)C=C1 MAGFQRLKWCCTQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 claims description 3
- ZUVVLBGWTRIOFH-UHFFFAOYSA-N methyl 4-methyl-2-[(4-methylphenyl)sulfonylamino]pentanoate Chemical compound COC(=O)C(CC(C)C)NS(=O)(=O)C1=CC=C(C)C=C1 ZUVVLBGWTRIOFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LQPLDXQVILYOOL-UHFFFAOYSA-I pentasodium;2-[bis[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl]amino]acetate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC(=O)[O-])CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O LQPLDXQVILYOOL-UHFFFAOYSA-I 0.000 claims description 3
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 claims description 2
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 13
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 abstract description 11
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/52—Amides or imides
- C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
- C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
本发明提供了一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，按重量份计，其共聚单体包括30～40份丙烯酰胺、15～20份阴离子单体以及2～5份羧酸型多位点共聚单体，所述羧酸型多位点共聚单体选自烯丙基丙二酸、乙烯基对苯二甲酸、乙烯基间苯二甲酸中的一种或多种。本发明还提供了所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的用途。本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺在阴离子型聚丙烯酰胺的线性链上引入了一种特殊的、类似爪型的多位点支化阴离子侧基，可以有效强化絮凝过程中聚丙烯酰胺与带有正电荷的悬浮粒子之间的相互作用，形成高密度的结合点，进而强化其絮凝效果，提高絮凝效率，特别适宜作为废水处理剂用于工业废水处理领域。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理剂领域，具体涉及一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途。
背景技术
聚丙烯酰胺是水溶性高分子中用量最大的一类，广泛应用于水处理、增稠、采油、造纸、选矿等多个方面，其主要包括三类产品，即阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺，针对不同的工况分别使用。其中，阴离子型聚丙烯酰胺是用量最大的一类，其超高的分子量、较好的溶解性、强的吸附架桥行为使其在处理含有表面带正电荷的粒子的工业废水中（如钢铁厂废水、电镀厂废水、冶金废水、洗煤废水等）具有优异的表现。
目前常见的阴离子型聚丙烯酰胺以丙烯酸与丙烯酰胺共聚以及2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酰胺共聚两类为主，其他可选的共聚单体还包括马来酸等，也见报道，但使用较少。主流的阴离子型聚丙烯酰胺以直链线性为主，在作为废水处理剂沉降含有表面带正电荷的悬浮粒子的废水时，由于聚合物吸附后会形成松散的吸附层，因此抑制了进一步的粒子团聚聚集，造成了处理效率低下。
因此，在阴离子型聚丙烯酰胺类产品领域中，急需寻找一种改性方法以有效提高其废水处理效率。
发明内容
为了解决普通阴离子型聚丙烯酰胺在废水处理效率方面的不足，本发明的目的是提供一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，通过在阴离子型聚丙烯酰胺的线性链上引入特殊结构的多位点支化阴离子侧基，由此形成了一种絮凝能力更强的、新型的阴离子型聚丙烯酰胺，可用作高效、理想的废水处理剂。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺中，按重量份计，形成所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的共聚单体包括30～40份丙烯酰胺、15～20份阴离子单体以及2～5份羧酸型多位点共聚单体，其中，所述羧酸型多位点共聚单体选自烯丙基丙二酸、乙烯基对苯二甲酸、乙烯基间苯二甲酸中的一种或多种。
如图1所示，传统的阴离子型聚丙烯酰胺多为直链线性结构，在作为废水处理剂沉降含有表面带正电荷的悬浮粒子的废水时，悬浮粒子吸附在聚合物链上容易形成松散的吸附层，因此抑制了进一步的粒子团聚聚集，造成处理效率低下。本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺克服了传统阴离子型聚丙烯酰胺以线性链为主的结构，通过特殊结构的羧酸型多位点共聚单体的引入，可以在聚丙烯酰胺主链上形成一种类似爪型的多位点阴离子侧基结构，如图2所示，多位点阴离子侧基在遇到带有正电荷的悬浮粒子时，可以与悬浮粒子的粗糙表面高效配合，形成高密度的结合点，进而与聚丙烯酰胺的架桥机理形成协同增效作用，由此能够大幅提升絮凝效率、强化废水处理效果。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺中，所述羧酸型多位点共聚单体的用量可以根据实际所需的废水处理能力进行调整。在一些优选的实施方式中，所述羧酸型多位点共聚单体的用量为所述阴离子型聚丙烯酰胺的共聚单体总量的3～8 wt%，例如可以为3～4 wt%、3～5 wt%、3～6 wt%、3～7 wt%、7～8 wt%等。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺中，所述羧酸型多位点共聚单体可以为市售产品，也可以参照文献制备。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺中，所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1000～2000万。在一些优选的实施方式中，所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1100～1500万。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺中，所述阴离子单体可以为制备阴离子型聚丙烯酰胺产品时所使用的常见任意种类。在一些优选的实施方式中，所述阴离子单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸、对乙烯基苯磺酸、马来酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及它们各自的碱金属盐和铵盐中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的制备过程包括以下步骤：
S1：将所述丙烯酰胺、阴离子单体以及羧酸型多位点共聚单体加入至水中（例如60～80份去离子水，优选60～70份去离子水）配制成聚合液，并调节pH值为7～9之间（例如使用NaOH进行调节）；
S2：在惰性气体保护下，按重量份计，将0.00003～0.00005份氧化剂以及0.00003～0.00005份还原剂加入至所述聚合液中进行聚合反应；以及
S3：所述聚合反应结束后，取出所得胶体，造粒并烘干粉碎。
在一些优选的实施方式中，按重量份计，所述步骤S1制成的聚合液中还包括0.001～0.003份二乙烯三胺五乙酸五钠。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺中，所述氧化剂、还原剂可以为制备阴离子型聚丙烯酰胺产品时所使用的常见任意种类。
在一些优选的实施方式中，所述氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种。
在一些优选的实施方式中，所述还原剂选自亚硫酸氢钠、氯化亚铁、甲醛合次硫酸氢钠中的一种或多种。
本发明还提供了上述技术方案任一项所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺作为工业废水处理剂的用途。
在一些优选的实施方式中，所述用途为作为洗煤废水处理剂的用途。例如，本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺处理COD含量为15000 mol/mL的洗煤废水时，可将COD去除率提高到98%以上，5分钟沉降率提高到88%以上。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺在阴离子型聚丙烯酰胺的线性链上引入了一种特殊的类似爪型的多位点支化阴离子侧基，可以有效强化絮凝过程中聚丙烯酰胺与带有正电荷的悬浮粒子之间的相互作用，形成高密度的结合点，进而强化其絮凝效果，提高絮凝效率。相比于常规的阴离子型聚丙烯酰胺，本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺在处理工业废水（如洗煤废水）时能够明显提高COD去除率和固形物沉降率。
本发明提供的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺絮凝性能优异，特别适宜作为废水处理剂用于工业废水处理领域，而且制备方法简便，无需高昂成本，因而具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为普通的阴离子型聚丙烯酰胺与带正电荷的悬浮粒子的作用示意图；
图2为本发明的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺与带正电荷的悬浮粒子的作用示意图；
图3为本发明实施例1制得的改性阴离子型聚丙烯酰胺的红外光谱图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明。
本发明的实施例和对比例中所使用的原料或试剂如无特别说明均为市售产品。
如无特别说明，本发明的实施例和对比例中所使用的百分数均为质量百分数。
实施例1 改性阴离子型聚丙烯酰胺的制备
按重量份计，将30份丙烯酰胺、20份丙烯酸、0.0025份二乙烯三胺五乙酸五钠、2份烯丙基丙二酸（CAS号：2583-25-7）溶解于60份去离子水中，搅拌均匀得到聚合液，将聚合液加入反应釜中，通过氢氧化钠调节pH值在7-9之间。通氮气除氧1小时。通过水浴控制聚合液温度在2-5℃，将0.000045份过硫酸铵、0.000045份甲醛合次硫酸氢钠分别溶解于0.2份去离子水中，加入反应釜中，持续通入氮气直至反应开始，密闭反应至反应体系开始升温，表示反应结束，然后保温1小时，出料，造粒，85-90℃烘干粉碎备用。
实施例1制得的聚丙烯酰胺样品的红外谱图如图3所示。
实施例2 改性阴离子型聚丙烯酰胺的制备
按重量份计，将40份丙烯酰胺、20份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.003份二乙烯三胺五乙酸五钠、5份乙烯基对苯二甲酸（CAS号：216431-29-7）溶解于65份去离子水中，搅拌均匀得到聚合液，将聚合液加入反应釜中，通过氢氧化钠调节pH值在7-9之间。通氮气除氧1小时。通过水浴控制聚合液温度在2-5℃，将0.00004份过氧化氢、0.000035份硫代硫酸钠分别溶解于0.15份去离子水中，加入反应釜中，持续通入氮气直至反应开始，密闭反应至反应体系开始升温，表示反应结束，然后保温1小时，出料，造粒，85-90℃烘干粉碎备用。
实施例3 改性阴离子型聚丙烯酰胺的制备
按重量份计，将35份丙烯酰胺、15份对乙烯基苯磺酸、0.0015份二乙烯三胺五乙酸五钠、3.5份乙烯基间苯二甲酸（CAS号：1041374-16-6）溶解于70份去离子水中，搅拌均匀得到聚合液，将聚合液加入反应釜中，通过氢氧化钠调节pH值在7-9之间。通氮气除氧1小时。通过水浴控制聚合液温度在2-5℃，将0.00003份过硫酸钠、0.000035份氯化亚铁分别溶解于0.25份去离子水中，加入反应釜中，持续通入氮气直至反应开始，密闭反应至反应体系开始升温，表示反应结束，然后保温1小时，出料，造粒，85-90℃烘干粉碎备用。
对比例1 普通阴离子型聚丙烯酰胺的制备
按重量份计，将30份丙烯酰胺、20份丙烯酸、0.0025份二乙烯三胺五乙酸五钠溶解于60份去离子水中，搅拌均匀得到聚合液，将聚合液加入反应釜中，通过氢氧化钠调节pH值在7-9之间。通氮气除氧1小时。通过水浴控制聚合液温度在2-5℃，将0.000045份过硫酸铵、0.000045份甲醛合次硫酸氢钠分别溶解于0.2份去离子水中，加入反应釜中，持续通入氮气直至反应开始，密闭反应至反应体系开始升温，表示反应结束，然后保温1小时，出料，造粒，85-90℃烘干粉碎备用。
对比例2 普通阴离子型聚丙烯酰胺的制备
按重量份计，将40份丙烯酰胺、20份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、0.003份二乙烯三胺五乙酸五钠溶解于65份去离子水中，搅拌均匀得到聚合液，将聚合液加入反应釜中，通过氢氧化钠调节pH值在7-9之间。通氮气除氧1小时。通过水浴控制聚合液温度在2-5℃，将0.00004份过氧化氢、0.000035份硫代硫酸钠分别溶解于0.15份去离子水中，加入反应釜中，持续通入氮气直至反应开始，密闭反应至反应体系开始升温，表示反应结束，然后保温1小时，出料，造粒，85-90℃烘干粉碎备用。
将上述实施例1-3及对比例1-2所得的聚丙烯酰胺样品在清水中配置成0.5%浓度的聚合物溶液，通过如下方式评价产品性能，评价结果如表1所示。
取COD为15000 mol/mL的洗煤废水1 L，搅拌下加入上述聚合物溶液1 g，搅拌5分钟后，静止沉降5分钟。取上清液测试COD并计算COD去除率。倒出上清液离心，干燥离心出的产物，称量得到上清液中的固形物含量，将沉降的固形物干燥称量，计算沉降率。
表1 实施例及对比例样品的测试结果
| 编号 | COD去除率% | 沉降率%（5min） | 粘均分子量（万） | 固含量（%） |
| 实施例1 | 99.2 | 88.7 | 1250 | 88.9 |
| 实施例2 | 99.0 | 89.2 | 1190 | 89.1 |
| 实施例3 | 98.4 | 91.1 | 1350 | 88.7 |
| 对比例1 | 72.6 | 65.3 | 1250 | 88.2 |
| 对比例2 | 71.4 | 62.1 | 1300 | 89.0 |
通过表1结果可以看出，相较于普通的、未改性的阴离子型聚丙烯酰胺而言（对比例1-2），在处理洗煤废水时，本发明实施例1-3制备的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺能够明显提高COD去除率（由不足72%提高到98%以上），还能够明显提高沉降率（5分钟沉降率可提高到88%以上），由此证实了本发明的技术方案具有先进性。这主要是由于本发明的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺絮凝在与带有正电荷的悬浮粒子相互作用时，有更丰富、更密集的作用位点，类似爪型的强结合增强了其絮凝能力。
除非特别限定，本发明所用术语均为本领域技术人员通常理解的含义。
本发明所描述的实施方式仅出于示例性目的，并非用以限制本发明的保护范围，本领域技术人员可在本发明的范围内作出各种其他替换、改变和改进，因而，本发明不限于上述实施方式，而仅由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，按重量份计，形成所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的共聚单体包括30～40份丙烯酰胺、15～20份阴离子单体以及2～5份羧酸型多位点共聚单体，其中，所述羧酸型多位点共聚单体选自烯丙基丙二酸、乙烯基对苯二甲酸、乙烯基间苯二甲酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1000～2000万。
3.根据权利要求1所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，所述阴离子单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、乙烯基磺酸、对乙烯基苯磺酸、马来酸、烯丙基苯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸及它们各自的碱金属盐和铵盐中的一种或多种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，所述多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺的制备过程包括以下步骤：
S1：将所述丙烯酰胺、阴离子单体以及羧酸型多位点共聚单体加入至水中配制成聚合液，并调节pH值为7～9之间；
S2：在惰性气体保护下，按重量份计，将0.00003～0.00005份氧化剂以及0.00003～0.00005份还原剂加入至所述聚合液中进行聚合反应；以及
S3：所述聚合反应结束后，取出所得胶体，造粒并烘干粉碎。
5.根据权利要求4所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，按重量份计，所述步骤S1制成的聚合液中还包括0.001～0.003份二乙烯三胺五乙酸五钠。
6.根据权利要求4所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，所述氧化剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺，其特征在于，所述还原剂选自亚硫酸氢钠、氯化亚铁、甲醛合次硫酸氢钠中的一种或多种。
8.权利要求1-7任一项所述的多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺作为工业废水处理剂的用途。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于，所述工业废水为洗煤废水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210154318.XA CN114213582B (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210154318.XA CN114213582B (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114213582A true CN114213582A (zh) | 2022-03-22 |
| CN114213582B CN114213582B (zh) | 2022-09-27 |
Family
ID=80708962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210154318.XA Active CN114213582B (zh) | 2022-02-21 | 2022-02-21 | 一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114213582B (zh) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1263086A (zh) * | 1994-03-02 | 2000-08-16 | 三井化学株式会社 | 丙烯酰胺的制备方法 |
| US20070208143A1 (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-06 | Harima Chemicals, Inc. | Water-soluble polymer and additive for paper manufacture |
| CN101845115A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-29 | 北京化工大学 | 水基聚丙烯酰胺复合分散液的制备方法及其应用 |
| CN103539891A (zh) * | 2013-09-28 | 2014-01-29 | 昆山市周市溴化锂溶液厂 | 一种两性絮凝剂的制备方法 |
| CN103641225A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-19 | 沈阳华盈环保材料有限公司 | 速溶型絮凝剂及其制备方法 |
| CN103665256A (zh) * | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种阴离子型高分子絮凝剂的制备方法 |
| CN103906768A (zh) * | 2011-10-07 | 2014-07-02 | 第一工业制药株式会社 | 使用反应性乳化剂的乳液聚合方法、由此得到的水系聚合物分散液和聚合物薄膜 |
| CN105001365A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-10-28 | 山西科腾环保科技有限公司 | 一种阴离子型聚丙烯酰胺缓蚀剂及其制备方法 |
| CN106188392A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 河南弘康环保科技有限公司 | 一种三元共聚阴离子型聚丙烯酰胺及其制备方法 |
| CN107337761A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-10 | 罗山县中原聚合物有限公司 | 两性离子型聚丙烯酰胺及其制备方法与应用 |
| CN108659177A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-10-16 | 四川同舟化工科技有限公司 | 一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法 |
| CN108779297A (zh) * | 2016-03-23 | 2018-11-09 | 日本瑞翁株式会社 | 胶乳组合物和摩擦材料 |
| CN110105494A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-09 | 安徽天润化学工业股份有限公司 | 一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法及其在油田开采中的应用 |
| CN111826997A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-27 | 淄博圣泉纸业有限公司 | 一种适用于未漂化学浆的二元微粒助留体系 |
| CN113968933A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-01-25 | 江苏富淼科技股份有限公司 | 一种阳离子型聚丙烯酰胺粒子及其制备方法 |
-
2022
- 2022-02-21 CN CN202210154318.XA patent/CN114213582B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1263086A (zh) * | 1994-03-02 | 2000-08-16 | 三井化学株式会社 | 丙烯酰胺的制备方法 |
| US20070208143A1 (en) * | 2006-03-06 | 2007-09-06 | Harima Chemicals, Inc. | Water-soluble polymer and additive for paper manufacture |
| CN101845115A (zh) * | 2010-04-28 | 2010-09-29 | 北京化工大学 | 水基聚丙烯酰胺复合分散液的制备方法及其应用 |
| CN103906768A (zh) * | 2011-10-07 | 2014-07-02 | 第一工业制药株式会社 | 使用反应性乳化剂的乳液聚合方法、由此得到的水系聚合物分散液和聚合物薄膜 |
| CN103665256A (zh) * | 2012-09-10 | 2014-03-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种阴离子型高分子絮凝剂的制备方法 |
| CN103539891A (zh) * | 2013-09-28 | 2014-01-29 | 昆山市周市溴化锂溶液厂 | 一种两性絮凝剂的制备方法 |
| CN103641225A (zh) * | 2013-12-06 | 2014-03-19 | 沈阳华盈环保材料有限公司 | 速溶型絮凝剂及其制备方法 |
| CN105001365A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-10-28 | 山西科腾环保科技有限公司 | 一种阴离子型聚丙烯酰胺缓蚀剂及其制备方法 |
| CN108779297A (zh) * | 2016-03-23 | 2018-11-09 | 日本瑞翁株式会社 | 胶乳组合物和摩擦材料 |
| CN106188392A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 河南弘康环保科技有限公司 | 一种三元共聚阴离子型聚丙烯酰胺及其制备方法 |
| CN107337761A (zh) * | 2017-06-22 | 2017-11-10 | 罗山县中原聚合物有限公司 | 两性离子型聚丙烯酰胺及其制备方法与应用 |
| CN108659177A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-10-16 | 四川同舟化工科技有限公司 | 一种高适应性的超长缓释保坍剂及其常低温制备方法 |
| CN110105494A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-09 | 安徽天润化学工业股份有限公司 | 一种超支化两性离子型聚丙烯酰胺的制备方法及其在油田开采中的应用 |
| CN111826997A (zh) * | 2020-07-24 | 2020-10-27 | 淄博圣泉纸业有限公司 | 一种适用于未漂化学浆的二元微粒助留体系 |
| CN113968933A (zh) * | 2021-11-25 | 2022-01-25 | 江苏富淼科技股份有限公司 | 一种阳离子型聚丙烯酰胺粒子及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 贾荣仙等: "光引发聚合阴离子型聚丙烯酰胺工艺及其产品絮凝效果的研究", 《安徽化工》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114213582B (zh) | 2022-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4536294A (en) | Polymeric flocculants | |
| US3541009A (en) | Polymer-polysaccharide-caustic alkali compositions and process of separating solids from aqueous suspensions therewith | |
| CN106335988A (zh) | 一种用于焦化废水的复合型高分子絮凝剂及其制备方法 | |
| CN100489001C (zh) | 水溶性共聚物、高分子絮凝剂以及污泥的脱水方法 | |
| CN112480310B (zh) | 一种交联型阳离子聚丙烯酰胺污泥脱水剂及其制备方法 | |
| CN112592424B (zh) | 一种高固含量的乳液型赤泥沉降絮凝剂及其制备方法 | |
| US3332922A (en) | Acrylamide polymers prepared in the presence of a redox catalyst system wherein a constant free-radical concentration is maintained | |
| CN114262412A (zh) | 一种抗剪切的改性聚丙烯酰胺及其用途 | |
| US3479282A (en) | Method of flocculating suspended solids using copolymers as flocculating agents | |
| CN114213582B (zh) | 一种多位点支化阴离子型聚丙烯酰胺及其用途 | |
| CN1031582C (zh) | 二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物制备方法 | |
| CN112457446A (zh) | 一种污泥脱水用微交联星型絮凝剂及其制备方法、应用 | |
| CN1084345C (zh) | 高分子量阳离子聚合物的制备 | |
| EP1327641A1 (en) | Polymeric flocculant and method of sludge dehydration | |
| CN100453573C (zh) | 一种阳离子有机高分子絮凝剂及其制备方法 | |
| CN107474171B (zh) | 高粘度阳离子聚电解质干粉及其制备方法 | |
| Mehrotra et al. | Graft copolymerization onto starch. II. Grafting of acrylonitrile to granular native potato starch by manganic pyrophosphate initiation. Effect of reaction conditions on grafting parameters | |
| CN111547830A (zh) | 一种改性高效阴离子絮凝剂及其制备方法 | |
| CN1061013C (zh) | 一种两性聚丙烯酰胺絮凝剂及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Synthesis and characterization of graft copolymers of ethyl acrylate/acrylamide mixtures onto starch | |
| EP1077200A2 (en) | Polymer of a water-soluble radical-polymerizable monomer, process for producing the polymer and flocculant comprising the polymer | |
| US4282087A (en) | Selective flocculation for iron values | |
| CN114276493B (zh) | 一种复合型聚丙烯酰胺的制备方法 | |
| JP2019147154A (ja) | 洗米廃水の処理方法 | |
| CN112811656B (zh) | 一种洗砂水用絮凝剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |