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采用反相乳液聚合技术,利用常规的过硫酸钾-亚硫酸氢钠氧化还原体系作引发剂,引发丙烯酰胺(AM)和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)共聚合,合成出性能优良的阳离子聚丙烯酰胺(PDA)。
首先,考察了单体含量、油水体积比、HLB值、乳化剂量等因素对乳液聚合体系的影响,初步筛选出适宜聚合的稳定的乳液体系。以煤油为连续相,水为分散相,SPAN80 ~Tween80为复合乳化剂,探索DMDAAC/AM聚合乳液体系的稳定性,当选择单体含量30%~55%,油水体积比为0.5~2,HLB值为5.5~6.5,乳化剂含量为6%~10%,乳液体系相对稳定。
其次,采用一次投料法,通过初步探索实验,找出反相乳液合成性能较佳PDA的大致条件和范围。然后,通过正交实验,优化得到合成PDA的最佳工艺条件。当引发剂量为0.4%,单体含量为40%,油水比1.5,乳化剂量为6%,反应温度30℃,反应时间为4h:引发剂0.4%,单体浓度40%,油水体积比1.5,乳化剂量4%,反应温度30℃,反应时间6h,产品的特性粘度为510-530 ml.g-1,阳离子转化率为51.92%。同时,对活泼单体补加法进行了初步探索,合成出不同阳离子度的PDA。
最后,通过絮凝试验验证产品的絮凝效果,同时考察絮凝机理和规律。取洛阳黎明化工研究院催化剂分厂的废水、七里河水和自配污水作为絮凝对象,考察了自制产品的絮凝性能,获得较好絮凝效果的工艺条件。