申请日2019.12.09
公开(公告)日2020.03.20
IPC分类号C08F265/10; C08F220/56; C08F226/02; C02F11/147; C02F103/30
摘要
一种印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：1)将阳离子单体、阴离子单体、聚丙烯酸铵和去离子水在反应容器中混合均匀;2)混合均匀后，调节溶液的pH值，并驱除反应器内的氧气;3)加入热引发剂后，密封反应器;4)聚合;5)剪碎、清洗;6)烘干至恒重得到阳离子聚丙烯酰胺。在本发明中，通过添加的模板剂聚丙稀酸铵制备出来的CPAM分子链中的阳离子单元集中分布并排列有序，阳离子嵌段长度可以通过模板剂分子链的长度进行有效的控制。
权利要求书
1.一种印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将丙烯酰胺单体、阳离子单体、聚丙烯酸铵和去离子水在反应容器中混合均匀;所述丙烯酰胺单体在混合溶液中的浓度为30-50%，聚丙烯酸铵与丙烯酰胺的摩尔比在1：1-1.5：1之间;
2)混合均匀后，调节溶液的pH值到4-6，并向反应器内通入惰性气体以驱除氧气;
3)加入热引发剂后，密封反应器;
4)将反应器置于在200-400W的微波萃取装置中微波反应20-60秒或者将反应器置于60-80度的温度下反应3-6分钟;反应完成后，静置熟化1-3小时，得到凝胶块;
5)将反应器内的凝胶块产物取出后剪碎溶解于去离子水中，调节pH值到2以下使得溶液澄清;加入无水乙醇清洗;
6)将用无水乙醇清洗后的凝胶块产物放置在真空干燥箱内烘干至恒重得到阳离子聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于：所述阳离子单体为有机铵盐。
3.根据权利要求2所述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于：所述阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵。
4.根据权利要求1所述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于：所述热引发剂为偶氮脒类引发剂。
5.根据权利要求4所述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，其特征在于：所述热引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐。
说明书
一种印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法
技术领域
本发明涉及一种化工技术领域，尤其涉及一种印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法。
背景技术
随着我国社会的快速发展，城镇污水和工业废水的排放量快速增加，污水/废水(以下统称为污水)处理量也随之快速增长。然而在污水处理过程产生了大量的活性污泥，污泥的处置和脱水成为非常棘手的问题。除了城市污泥的脱水调理引起了人们的关注外，印染污泥的脱水调理也成了近些年来研究的重点。印染污泥主要是由印染厂在采用活性污泥法处理含有高浓度 COD 的印染废水过程中产生的大量污泥。这类污泥除了含有大量有毒有害的难降解物质，包括助剂、染料和重金属等，其污泥含水量高达 99.5%并且呈强碱性，使得印染污泥在减量化处置过程遭遇重大困难。由于污泥胶体颗粒带有大量负电荷，从而阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)适合于污泥的调理与脱水。目前，我国对CPAM的研发投资力度较弱，相对于发达国家而言，国内污泥脱水絮凝剂的生产技术相对落后，导致产品生产规模小、质量低、成本高、能耗高，并且pH值适用范围不高，在产品性能和市场应用率都与国外存在着较大差距。因此，研发与制备新型高效的CPAM用于印染污泥调理与脱水，对实现污泥的无害化、减量化及资源化具有重要的理论和实践意义。
目前有关于阳离子聚丙烯酰胺的制备方法的报道，例如专利号201811114825.0，一种高分子量阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，但是在这个专利里面的阳离子聚丙烯酰胺的制备方法不能够控制阳离子的嵌段长度，也就使得CPAM 分子链中的阳离子单元不能够集中分布并且不能排列有序。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种制备出来的阳离子聚丙烯酰胺分子链中的阳离子单元集中分布并排列有序的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：
1)将丙烯酰胺单体、阳离子单体、聚丙烯酸铵和去离子水在反应容器中混合均匀;所述丙烯酰胺单体在混合溶液中的浓度为30-50%，聚丙烯酸铵与丙烯酰胺的摩尔比在1：1-1.5：1之间;
2)混合均匀后，调节溶液的pH值到4-6，并向反应器内通入惰性气体以驱除氧气;
3)加入热引发剂后，密封反应器;
4)将反应器置于在200-400W的微波萃取装置中微波反应20-60秒或者将反应器置于60-80度的温度下反应3-6分钟;反应完成后，静置熟化1-3小时，得到凝胶块;
5)将反应器内的凝胶块产物取出后剪碎溶解于去离子水中，调节pH值到2以下使得溶液澄清;加入无水乙醇清洗;
6)将用无水乙醇清洗后的凝胶块产物放置在真空干燥箱内烘干至恒重得到阳离子聚丙烯酰胺。
上述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，优选的，所述阳离子单体为有机铵盐。
上述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，优选的，所述阳离子单体包括二甲基二烯丙基氯化铵。
上述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，优选的，所述热引发剂为偶氮脒类引发剂。
上述的印染厂污泥用新型模板阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，优选的，所述热引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐。
与现有技术相比，本发明的优点在于：在本发明中，通过添加的模板剂聚丙稀酸铵制备出来的CPAM 分子链中的阳离子单元集中分布并排列有序，阳离子嵌段长度可以通过模板剂分子链的长度进行有效的控制。生成的阳离子嵌段结构不仅提高了聚合物分子中正电荷密度，絮凝时为带负电荷的胶粒提供强有力的吸附点，提高了电中和与电补丁作用，而且有助于CPAM分子链在溶液中的线性伸展，便于其发挥吸附架桥作用。（发明人李好;吴靖）