阳离子聚丙烯酰胺微胶乳与污泥脱水.doc

1 阳离子聚丙烯酰***微胶乳与污泥脱水摘要: 本文综述了聚丙烯酰***剂型和阳离子聚丙烯酰***合成方法, 微乳液机理和聚合条件对聚合速率和产品分子量的影响, 介绍了作者合成的聚丙烯酰***微胶乳性能, 并采用阳离子官能团反应后功能化工艺制备了阳离子聚合物,在废水处理和污泥脱水领域进行了初步应用。关键词:阳离子聚丙烯酰***聚丙烯酰***反相微乳液聚合污泥脱水 1 聚丙烯酰***概述聚丙烯酰***主要用于造纸工业、三次采油、水处理、固液分离、污泥脱水和体系增稠, 随着聚合技术的发展, 聚丙烯酰***已由最初干粉(胶体)发展成为现在的干粉、胶乳和微胶乳三种形式。八十年代获得工业化生产的聚丙烯酰***胶乳产品, 其发展速度相当快, 在欧美发达国家, 其生产 2 规模占已聚丙烯酰***总量的 70~ 80% 。九十年代发展的聚丙烯酰***微胶乳仍处于试验阶段,许多技术问题仍有待解决, 近几年的研究极为活跃, 可以预计在不久的将来聚丙烯酰***微胶乳产品将实现工业化生产。我国为数众多的企业生产聚丙烯酰***干粉,有些科研单位曾经试制过胶乳产品, 但产品主要性能指标如固含量和稳定性方面与国外先进水平差距较大, 难以与干粉产品竞争,而微胶乳产品则处于实验研究阶段。随着三次采油、废水处理和功能性造纸添加剂等行业的技术进步, 对聚丙烯酰***的需求量大幅度增加。聚丙烯酰***干粉产品具有生产技术简单且产品分子量高的特点, 在使用过程中存在着溶解时间长和易受搅拌剪切降解, 需配备专门的干粉溶解装置等弊端, 且在生产和使用过程中易产生粉尘飞扬, 危害操作者身体健康和对环境造成污染。胶乳产品具有溶解速度快和使用方便的特点,受到了用户的欢迎,但由于胶乳产品系聚丙烯酰***微小胶粒悬浮在油相中的热力学不稳定物系, 长期放置易发生分层现象。而近十年来发展起来的聚丙烯酰***微胶乳是透明或半透明的油水双连续相体系, 具有高度稳定性, 但丙烯酰***反相微乳液的形成条件严格,微胶乳产品存在分子量较低和乳化剂含量过高的缺点。 3 2 阳离子聚丙烯酰***阳离子聚丙烯酰***是近几年发展最快的品种,在西方发达国家其年增长率为 5~ 10% ,已占聚丙烯酰***总产量的 60% 以上。我国的情况比较特殊,阴离子聚丙烯酰***占总产量的 90% 以上, 主要用于石油开采, 阳离子聚丙烯酰***产量很小而且生产企业规模也很小, 几乎没有形成一定规模的生产装置。随着水处理行业的飞速发展, 对阳离子聚丙烯酰***需求高速增长, 相信国内阳离子聚丙烯酰***将会在近几年有一个较大的发展。阳离子聚丙烯酰***主要包括以下三种:低分子量聚***类、丙烯酰***与阳离子单体共聚类和非离子聚丙烯酰***改性类。聚***类包括聚乙烯亚***、聚乙烯咪唑啉、***—表***醇缩合物及其改进产品, 这类产品电荷密度高但分子量低, 主要用于功能性造纸添加剂、石油开采和化妆品等行业, 很少用于污泥脱水。丙烯酰***与阳离子单体共聚类阳离子聚合物产量最大, 阳离子单体主要指( ***) 丙烯酰氧乙基三******化铵( DMC ) 和二***二烯丙基***化***( DMDAC ), 其中 P ( AM — DMC ) 产品分子量较高, 阳离子度 0~ 100% 之间可调, 粉状阳离子聚丙烯酰***几乎全部属于此类结构, 我国用于污泥脱水的粉状阳离子聚丙烯酰***亦属于此类, 产品分子量 400 ~ 600 万, 阳离子度 30~ 50% , 其主要问题在于 DM C 4 需要