聚丙烯酰胺  PAM  洗煤专用絮凝剂
电话:0371-66559606
网站地图
 
 
产 品 推 荐
 
  聚丙烯酰胺(PAM)
  阴离子聚丙烯酰胺
  非离子聚丙烯酰胺
  阳离子聚丙烯酰胺
  超高分子量聚丙烯酰胺
  液体聚丙烯酰胺
  洗煤专用絮凝剂
  高分子污泥脱水剂
   
 
 
 
 
 参考资料
 
参考资料
 

聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物的研制

煤就表面整体而言呈负电性,若采用阳离子型助滤剂,一方面能中和煤较表面电荷,减小煤粒间的排斥力;另一方面能够通过静电引力对煤粒产生吸引作用,促使细粒煤絮凝成团,改善煤泥粒度组成,加速煤泥颗粒的聚沉,强化细粒煤脱水。在选煤厂应用最广泛、研究开发最多的高分子聚合物是聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺类絮凝剂水溶性较好,助滤时能较好地提高过滤速度、增加滤饼产率、降低滤液固含量。但聚丙烯酰胺类高分子聚合物分子链较长,形成絮团时分子链中含较多的水分,如果能在分子链中引入疏水性基团,形成疏水性絮团,既能更好地发挥架桥作用又能有效地降低滤饼水分。
因此,设想合成一种具有疏水基团的聚丙烯酰胺类阳离子型助滤剂。

  • 聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物合成方法的选择
    在聚合物生产发展史上,自由基聚合长期以来占据主导地位。自由基溶液泉聚合,常用引发剂(或光照、辐射引发等)先形成活性种R*,活性种R*打开单体M的π键,形成单体活性种,即活性自由基。聚合过程中自由基是逐渐产生和消亡的,自由基的产生是控制整个反应速度的关键步骤,活性自由基通过连锁反应与单体加聚使链增长,最后活性链失去活性,使链终止,反应结束。在同样条件下,自由基聚合较离子型聚合能获得相对分子质量更高的聚合物。自由基聚合的主要实施方法有本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等4种。
    为了更好地控制反应,获得高相对分子质量聚合物,本实验拟采用自由基溶液聚合。单体在水中由引发剂引发进行聚合反应,以水为传热介质,易于控制聚合温度,体系中聚合物浓度较低,易发生链转移反应,为自由基接枝共聚反应创造良好的条件。
  • 实验内容
    1. 聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物PQAAM的合成
      (1)聚季铵盐的合成
      策季铵盐的合成实验装置如图2.1所示。将定量的二乙胺溶液和60mL蒸馏水加入带有回流冷凝管、搅拌器、滴液漏斗和温度计的四口烧瓶中。再将与二乙胺等摩尔的环氧氯丙烷加入恒压滴液翻斗中,用60min将环氧氯丙烷滴入四口烧瓶中。采用电热套调节反应瓶内物料温度,使混合物温度在反应前半期控制在40℃左右,反应后半期控制在75℃左右。加完环氧氯丙烷后,升温到85℃,将一定量36%的NaOH水溶液加入反应混合物中,再将反应混合物升高到某一温度并恒温搅拌加热5h。反应结束后,室温下冷却,得到聚季铵盐的粘性水溶液。
      (2)聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物PQAAM的合成

      PQAAM的合成实验装置如图2.2所示。取一定量的聚季铵钱盐粘性水溶液加入三口烧瓶中,并加入相应比例的丙烯酰胺、异丙醇和水,通入N2气,搅拌升温到20℃左右,迅速加入引发刘,进行聚合反应;反应一定时间后,停止搅拌,切断N2气,继续升温到某一温度;将三口瓶转入烘箱,恒温加热一定时间后,溶液粘度增大。关闭烘箱电源,静置过夜,获得PQAAM接技共聚物。pH 8-9。
    2. 接枝率及单体转化率的测定
      接枝率Gt及单体转化率CV是表示反应程度的重要指标。
      接枝率、单体转化率越高,说明接枝反应进行得越完全。称取2份定量的PQAAM接枝共聚物,其中1份用甲醇沉淀、洗涤、过滤,沉淀物用一定比例配制的甲酰胺和醋酸混合物为溶剂,反复抽提,再进行过滤,滤液倒入甲醇溶液中凝聚出均聚物,用甲醇洗涤3次,于60℃真空干燥箱中干燥至恒重,得出丙烯酰胺均聚物。沉淀物经干燥、粉碎,得到PQAAM接枝共聚物精制产品。另1份配制成一定浓度的试样溶液,采用溴化法测定试样中丙烯酰胺残余单体含量;准确称取定量PQAAM精制产品并溶于适量蒸馏水中,适当升温。待其完全溶解后,加入定量H2SO4溶液,置于接有回流冷凝管的园底烧瓶内,在一定温度和酸度条件下,回流4h,冷却至室温,再加入适量丙酮搅拌、过滤,沉淀物用甲醇反复洗涤,在100℃下真空干燥至恒重,称量其质量。按式计算接枝率Gt和单体转化率CV:
      Gt=W1/W0*100%
      CV=W1+W2/W3*(100%-r)*100%
      式中:Gt--接技率,%;
      W0--测定接枝率时PQAAM精制产品的质量,g;
      W1--水解下来的支链丙烯酰胺聚合物的质量,g;
      CV--单体转化率,%;
      W2--丙烯酰胺均聚物的质量,g;
      W3--丙烯酰胺单体的质量,g;
      r--丙烯酰胺残余单体含量,%。
    3. 阳离子度的测定
      阳离子度是指阳离子侧链链节的质量占整个大分子链质量的比例。采用胶体滴定法测定阳离子度。胶体滴定法是以聚阳离子与聚阴离子之间的迅速化学计量反应为基础的微量容量分析方法,具有简便、快速、高精度、高灵敏度等优点,是测量聚电解质离子基团的较好方法。取一定体积的聚季铵盐加入三角瓶中,再加入定量蒸馏水,置于电磁搅拌机上。用H2SO4调节溶液,使其pH=4-6,搅拌约1min,加入2-3滴甲笨胺蓝指示剂(T.B.),溶液呈蓝色;用已知浓度的聚乙烯醇硫酸钾PVSK溶液滴定被测样,直至被测体系由蓝色变为紫红色。并能保持10min以上不返色,记录PVSK的消耗体积;计算聚季铵盐的阳离子电荷密度;采用类似方法。用PVSK溶液滴定PQAAM接枝共聚物,测定其阳离子电荷密度。按照下述公式计算PQAAM的阳离子度。
      k1=V1M/1000m1
      k2=V2M/1000m2
      CD=k2/k1*100%
      式中:k1--聚季铵盐的阳离子电荷密度,mmol/g;
      k2--PQAAM接枝共聚物的阳离子电荷密度,mmol/g;
      V1--PVSK滴定聚季铵盐所消耗的体积,mL;
      V2--PVSK滴定PQAAM接枝共聚物所消耗的体积,ml;
      M--PVSK溶液浓度,mol/L;
      m1--聚季铵盐被测样的质量,g;
      m2--PQAAM接枝共聚物被测样的质量,g;
      CD--PQAAM接枝共聚物的阳离子度,%。
    4. 聚合物特性粘度的测定
      由于高聚物相对分子质量分布的不均匀性以及目前对相对分子质量准确测定技术方法的限制,常采用粘度来表示聚合物相对分子质量。按照国标GB12005.1-89(聚丙烯酰胺特性粘度测定方法)中的稀释法测定聚合物特性粘度。
      [η]=√2[ηsp-1nη]/C0
      式中:[η]--特性粘度,mL/g;
      ηr--相对粘度;
      ηsp--增比粘度;
      C0--试样溶液初始浓度,g/mL。
    5. 聚合物结构表征

      红外光谱分析是研究高分子聚合物近程结构的重要手段之一,具有速度快、取样微、灵敏度高等优点,且不受样品相态(气、固、液)限制。将经抽提真空干燥处理后的聚季铵盐、PQAAM接枝共聚物分别制成KBr压片,应用Nicolet 560型红外光谱仪测定聚合物结构,扫描次数为32,分辨率为4,其FTIR讲图如图2.3所示。图2.3(a)表明:3 420cm^-1处宽而强的吸收带是缔合羟基的吸收峰,1 320cm^-1处较强而宽的吸收峰是由-OH弯曲振动所引起,1 090cm^-1处是C-O键伸缩振动引起的吸收峰,说明该聚合物中有-OH存在,且与C原子相连;2 970 cm^-1、2 940cm^-1、2 865cm^-1、2 800 cm^-1处的吸收峰是由-CH3与-CH2的伸缩振动所引起,1 485cm^-1、1 390cm^-1处的吸收峰是由-CH3或-CH2的弯曲振动所引起,说明该聚合物中有-CH3、-CH2存在;1 150cm^-1,1 190^-1处的吸收峰是由C-N键的伸缩振动所引起;780cm^-1处的吸收峰是由-CH2Cl中的C-Cl键的伸缩振动所引起,说明该聚合物中有-CH2Cl存在。从以上分析可知:该聚合物在红外光谱图上无伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐的特征吸收峰,说明该聚合物是一种带有羟基的聚季铵盐。
      图2.3(b)表明:3 140cm^-1、3 060cm^-1处的吸收峰是由N-H键的伸缩振动所引起,1 600cm^-1处的弱峰是由-NH2夸曲振动所引起,1 300cm^-1处的吸收峰是由C-N伸缩振动所引起,说明该聚合物中有酰胺基存在。与图2.3(a)相比,缔合羟基的吸收峰移至3 370cm^-1处并且峰宽变窄,而-CH3、-CH2伸缩振动与弯曲振动的吸收峰峰强减弱,C-Cl、C-N键的伸编振动吸收峰位置变化很小。说明最终聚合物是在聚季铵盐本身结构的基础上增加了酰胺基。
      根据聚合物FTIR谱图分析并结合反应机制可以推断聚合产物的基本结构为:
  • 巩义市泰和(化工)水处理公司是一家专业从事水溶性聚合物-聚丙烯酰胺的厂家,年生产阴离子聚丙烯酰胺胺3000吨,主要应用于污水处理,阳离子聚丙烯酰胺500吨主要用于污泥脱水、城市污水处理,非离子聚丙烯酰胺1000吨主要为洗煤厂、矿采选厂提供精选服务,其它超高分子量聚丙烯酰胺500多吨。
  产品导航:聚丙烯酰胺 pam 阴离子聚丙烯酰胺 非离子聚丙烯酰胺 聚合氯化铝 碱式氯化铝 硫酸亚铁 无烟煤滤料 石英砂 锰砂 炮泥机
泰和(化工)水处理材料有限公司

地址:河南·郑州·巩义芝田镇 电话:0371-66559606