（硕士学位论文）阳离子聚丙烯酰胺的合成工艺及絮凝性能研究.pdf

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摘要

阳离子聚丙烯酰胺是一种聚合物中含有阳离子电荷的聚丙烯酰胺衍生物。作
为一种高效的有机絮凝剂,通过与废水中的阴离子进行“电中和”以及“架桥”
吸附作用,使得胶体粒子并聚,取得净水效果。在污泥脱水方面,以其用量少,
絮凝作用迅速、彻底、沉淀疏松,过滤快,滤饼含水率低等特点越来越受到水处
理行业的青睐。
引发剂是影响聚合条件和聚合物性能的重要因素。本文采用自制双官能度过
氧化物作为氧化剂,配合还原剂亚硫酸氢钠和水溶性的偶氮化合物组成的复合引
发剂引发丙烯酰胺和阳离子单体 DAC(丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)水溶液共
聚,制备超高分子量阳离子聚丙烯酰胺。根据水厂不同水质制备了六种不同阳离
子度产品(阳离子度 10%~35%)并详细考察了单体浓度、引发剂浓度(氧化还
原剂浓度、氧化剂还原剂质量比和偶氮引发剂浓度)、络合剂乙二胺四乙酸二钠
浓度、助溶剂尿素浓度、以及链转移剂异丙醇的浓度各因素对产品特性粘数影响。
通过单因素实验确定了较佳的聚合工艺条件:单体浓度 30%,氧化还原引发剂
%(质量分数)、偶氮化合物浓度 %(质量分数)、乙二胺四乙酸二钠
浓度 %(质量分数)、尿素浓度 %(质量分数)、异丙醇浓度 %(质量
分数)。在该聚合条件下所得产品按照国家标准测定产物特性粘数在
1200mg/L~1600mg/L 范围内,优于相同阳离子度国产絮凝剂产品。
将小试实验结论应用至年产 100 吨阳离子聚丙烯酰胺中试,对中试生产设备
及流程进行了说明,考察了中试生产过程中体系升温情况,并将小试及中试产品
特性粘数及絮凝性能对比。结果显示:中试产品特性粘数为 1000 ~1300ml/L,较
小试产品略有下降,但与国内相同类别产品基本相当。
将自制产品与水厂现用国产及进口产品进行絮凝性能对比。实验室烧杯絮凝
对比实验,结果显示:从絮凝剂加量、絮团大小和滤饼含水率和污泥比阻四个方
面对比自制产品均优于相同离子度其他产品;中试产品在水厂上机实验,结果显
示:滤饼含水率自制产品与相同类型国产絮凝剂相当。

关键词:阳离子聚丙烯酰胺;双官能度引发剂;水溶液聚合;絮凝;中试;
ABSTRACT
Cationic polyacrylamide (PAM-C), a polymer containing cationic charge, is a
derivant of polyacrylamide. As a high-anic ulant, cationic
polyacrylamide can make colloidal particles coalesce through “charge neutralization”
and “absorption-bridging” effect with anion in waste water, then the water is purified.
In the field of sludge dewatering, cationic polyacrylamide is widely favored because
of its less amount, fast and thorough ulating characteristic. In addition, the
deposit is loose, the filtering rate is fast and the moisture content of the filter cake is
especially low.
The initiato