[发明专利]一种阳离子聚丙烯酰胺水处理剂的合成方法

说明书

本发明公开了一种阳离子聚丙烯酰胺水处理剂的合成方法，包括如下步骤：（1）将丙烯酰胺单体和阳离子单体配制成混合水溶液，所述混合水溶液中，丙烯酰胺单体和阳离子单体的总质量分数为25~35%，阳离子单体与丙烯酰胺单体质量比为1~2:5；（2）向所述混合水溶液中加入尿素和H₂O₂，并调节混合水溶液pH为4~6后，将所述混合水溶液于氮气保护下，通过紫外光/H₂O₂引发进行聚合反应；（3）聚合反应结束后，反应物经静置熟化，即得到所述的阳离子聚丙烯酰胺水处理剂。本发明制备的阳离子聚丙烯酰胺分子量高，引发剂廉价易得，引发聚合时间短，加入的助剂种类少，无需进行温度控制，节能环保高效，生产成本低。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种阳离子聚丙烯酰胺水处理剂的合成方法。

背景技术

聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺及其衍生的均聚物和共聚物的统称，根据分子链上的官能团在水溶液中不同的离解形态，PAM可以分为非离子型(NPAM)、阳离子型(CPAM)、阴离子型(APAM)和两性离子型。由于污水和活性污泥中存在着大量呈负电性的悬浮胶体颗粒，使得CPAM能够更加有效的发挥电中和及吸附架桥作用，故带正电的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)在絮凝应用方面因其突出的优越性而引起广泛关注。目前，阳离子聚丙烯酰胺广泛用于印染废水、含油废水、造纸废水以及污泥脱水等领域。

在CPAM的制备和生产中，单体共聚法是大规模生产CPAM的有效方法。在单体共聚合法中，引发剂控制聚合的链引发反应，而链引发是影响聚合速率和聚合物分子量的关键一步，故CPAM的性能与聚合引发体系密切相关。因此，阳离子单体和共聚引发体系是影响聚合产物的最关键性因素。常用的阳离子单体有丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)。DMDAAC和AM的共聚物P(DMDAAC-AM)是一种线型阳离子高分子聚合物，具有正电荷密度高、单元结构稳定、相对分子质量容易控制、高效无毒、造价低廉等优点。但该类阳离子单体空间位阻大，聚合活性不高，难以获得高分子量的聚合物产品。

紫外光引发聚合是单体在紫外光照射下发生的聚合反应，光引发剂在紫外光的照射下，吸收能量并分解产生自由基，自由基和单体作用发生聚合反应。在CPAM的制备过程中，紫外光作为一种新型的聚合引发方式，在室温下便能够聚合引发，具有反应速度快、易于控制，环保节能等优点，因此，紫外光引发聚合方法备受研究者们的关注。其中，引发剂类型的选择直接关系到聚合体系的引发温度及用量，优良的引发剂可在较低温度下分解，分解产生的自由基数量可得到有效控制。紫外光引发聚合CPAM过程中，常用的引发剂为偶氮类引发剂。偶氮类引发剂对溶剂和杂质不敏感，性质比较稳定，但价格较高。且阳离子聚丙烯酰胺常用的制备技术反应时间较长。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种阳离子聚丙烯酰胺水处理剂的合成方法，解决现有方法难以获得高分子量的阳离子聚丙烯酰胺的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种阳离子聚丙烯酰胺水处理剂的合成方法，包括如下步骤：

(1)将丙烯酰胺单体和阳离子单体配制成混合水溶液，所述混合水溶液中，丙烯酰胺单体和阳离子单体的总质量分数为25～35％，阳离子单体与丙烯酰胺单体质量比为1～2:5；

(2)向所述混合水溶液中加入尿素和H₂O₂，并调节混合水溶液pH为4～6后，将所述混合水溶液于氮气保护下，通过紫外光/H₂O₂引发进行聚合反应；

(3)聚合反应结束后，反应物经静置熟化，即得到所述的阳离子聚丙烯酰胺水处理剂。