[发明专利]一种阴离子聚丙烯酰胺合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阴离子聚丙烯酰胺合成方法，该阴离子聚丙烯酰胺应用于去除微污染源水中特征有机物DEHP。

 

背景技术

  近年来水源水质的恶化导致很多自来水厂被迫采用微污染源水生产自来水。微污染源水一是指水源水部分指标超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类水体的限值，主要考察指标包括NH 一N、COD_Mn、COD_Cr 和BOD₅ 等；二是指水源水受到微量有机物污染，对人体具有潜在的危害性，这些有机污染物的种类多，性质复杂，但质量浓度比较低(常处于ug／L～mg／L级)，因此传统的水处理剂已无法满足处理要求，这些有机污染物对人体的潜在危害往往在经过常规处理工艺后表现出来或更加严重。。

2008年对长江嘉陵江水样进行邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(C₂₄H₃₈O₄，DEHP，分子量390.57)污染评价，采样中检测出DEHP为0.702 ug／L～26.29ug／L。DEHP为邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯的英文缩写，其化学式为 C₂₄H₃₈O₄，分子量为390.57，是邻苯二甲酸酯的一种，由于是由辛醇或异辛醇（2-EH）和邻苯二甲酸制成，所以被称为DEHP。它是一类重要的酞酸酯类有机化合物（Phthalate Acid Esters, PAEs），作为增塑剂被广泛地应用于塑料、橡胶等工业生产中。DEHP是全球使用量最大的塑料软化剂，同时也是农药、化妆品、杀虫剂等的原料。在这些制品中，DEHP呈游离状态，很容易转移到环境中去，在土壤、空气、河水和污水处理厂产生的污泥中都可以发现它的踪迹，已成为一类全球性的环境污染物。

絮凝沉降法是一种简便经济的水处理方法，而絮凝剂的选择是絮凝沉降法的核心。絮凝剂是一种重要的有机絮凝剂，它被广泛的应用于污水处理过程和污泥脱水的预处理过程中。聚丙烯酰胺是国内常用的非离子型高分子絮凝剂，英文为Polyacrylamide，缩写为PAM，按离子特性可将聚丙烯酰胺分为阴离子聚丙烯酰胺，英文为Aationic polyacrylamides，缩写为CPAM、阴离子聚丙烯酰胺，英文为Anionic polyacrylamide，缩写为APAM、非离子聚丙烯酰胺，英文为Nonionic polyacrylamide，缩写为NPAM和两性型聚丙烯酰胺。

阴离子聚丙烯酰胺可采用均聚后水解法、均聚共水解法、共聚法、反相乳液聚合法、沉淀聚合法等方法合成。这类聚合物可用于污水处理，也可用于水质净化；更有利于作为助凝剂与无机絮凝剂复配处理微污染原水中特征有机物。

现有阴离子聚丙烯酰胺的制备方法，是以丙烯酰胺为原料，大多通过与阴离子单体的共聚或改性反应获得，但仍有很多不足之处。它们的主要缺点是：1.聚合时间过长，如公开号为CN 1746198A的专利“高分子阴离子型聚丙烯酰胺的制备方法” ，通过绝热聚合反应制得阴离子聚丙烯酰胺，聚合时间2h～6h，聚合时间较长；2.添加剂种类繁多，不易控制。如公开号为CN 101157736A的专利“一种超低温引发制备高分子量阴离子型聚丙烯酰胺的方法”，通过超低温引发制备阴离子聚丙烯酰胺，氧化剂为过硫酸钾或过硫酸钠或过硫酸按；还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸按、亚硫酸钾、亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸钠或偏重亚硫酸钾；水溶性偶氮类引发剂是2, 2'-偶氮(2-眯基丙烷)二盐酸盐、2, 2’-偶氮[2- ( 2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐和2, 2’-偶氮[2-甲基-N- ( 2-甲基丙烯酸)丙酞胺]，引发温度控制在0～5℃，水解温度为85～105℃，导致该方法不易控制。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是：提供一种可以缩短聚合反应的时间，提高聚合反应的效率，且成本低，易于控制的去除微污染源水特征有机物的阴离子聚丙烯酰胺合成方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种阴离子聚丙烯酰胺合成方法，具体步骤如下：

第一步，在反应装置中依次加入蒸馏水、丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和氢氧化钠粉末搅拌均匀至完全溶解形成单体水溶液，记丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和氢氧化钠粉末的质量为总单体质量；其中，丙烯酰胺单体、丙烯酸单体和氢氧化钠粉末的质量比为（6～9）：（0.5～2.5）：（0.5～1.5），总单体水溶液的质量浓度为25%～50%的单体水溶液；