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本文以丙烯酰胺(AM)和丙烯腈(AN)为单体,通过共聚反应、Hofmann降解反应以及水解脒化反应制备环型聚脒。并通过FT-IR对所得聚合物进行了结构表征,利用激光粒度分析仪、透射电镜对聚合物粒子粒径及形貌进行了分析,最后对环型聚脒的絮凝性能进行了研究。
首先研究了AM和AN的共聚反应,采用反相乳液聚合和分散聚合两种聚合方法。通过大量实验,确定了适宜的反相乳液聚合条件为:单体配比为AM∶AN=65∶35、单体总浓度为35%、引发剂质量浓度为0.3%、油水体积比为2.0∶1、聚合温度为65℃、聚合时间为8h;适宜的分散聚合条件为:单体配比为AM∶ AN=60∶40、单体总浓度为25%、引发剂的质量浓度为0.3%、分散剂的用量占单体总质量的9%、乙醇与水的体积比为7∶3,聚合温度为60℃,聚合时间为10h。实验中发现分散聚合相对于反相乳液聚合,所得聚合物分子量和产率较高,水溶性也更好。
其次研究了Hofmann降解反应,通过大量实验,确定了适宜的Hofmann降解反应条件为:PAA的质量浓度为5%、氢氧化钠用量为与酰胺的摩尔比为15∶1、次溴酸钠用量为与酰胺的摩尔比为1∶1、溴胺化反应温度为-7℃、重排反应时间为12h。
然后研究了水解脒化反应,适宜的水解脒化条件为:HPAA的质量浓度为4%、盐酸用量为与AN相比摩尔分数为73%、脒化温度为90℃、脒化时间为5h。最后对环型聚脒的絮凝性能进行了研究,并于其他水处理剂进行了处理效果的比较,实验发现,环型聚脒具有相对较好的絮凝效果,当絮凝剂添加量为100mg/L时,除油率为52.7%。