一种利用超声波引发模板聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用超声波引发模板聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，该方法通过在反应装置中依次加入丙烯酰胺单体、阳离子单体、去离子水、模版和尿素，搅拌均匀，调整pH值，将体系在超声波辐射下处理为均匀溶液，然后通入氮气脱氧，随后加入引发剂后立即密封反应装置，最后在一定频率下进行超声处理引发聚合反应，经提纯洗涤精制，在真空干燥箱中烘干后研磨即得终产物。本发明专利技术制备的阳离子聚丙烯酰胺的阳离子单体分布集中，分子量大，电荷密度高，极大地提高絮凝剂的电中和、架桥能力。本发明专利技术聚合时间短、反应温度低、聚合效率高以及实验操作简单，降低了能耗，减少了生产成本。适用于饮用水、污水和污泥脱水处理，具有良好的应用前景。

A method for the synthesis of cationic polyacrylamide by ultrasonic induced template polymerization

The invention discloses a method by template synthesis of cationic polyacrylamide by ultrasonic polymerization, by this method in the reaction device sequentially adding acrylamide and cationic monomer, deionized water, template and urea, mixing evenly, adjusting the pH value, the system under ultrasonic radiation treatment for the homogeneous solution, and then pass into the the nitrogen deoxo, then add immediately sealed reaction initiator device after the final ultrasonic treatment initiated polymerization at certain frequencies, purified washing refining, drying in a vacuum drying box after grinding to obtain the final product. The cationic monomer of the cationic polyacrylamide prepared by the invention has high concentration, high molecular weight and high charge density, which greatly improves the electric neutralization and bridging ability of the flocculant. The invention has the advantages of short polymerization time, low reaction temperature, high polymerization efficiency and simple experimental operation, which reduces energy consumption and reduces production cost. It is suitable for the treatment of drinking water, sewage and sludge dehydration, and has a good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种利用超声波引发模板聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法
本专利技术涉及一种阳离子聚丙烯酰胺的合成方法，具体涉及一种利用超声波引发模版聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法。
技术介绍
混凝是通过向废水中投加混凝剂，破坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使废水得到净化。混凝包括凝聚和絮凝两个步骤。混凝法是给水处理中常采用的方法，可以用来降低水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质，还能改善污泥的脱水性能。目前常用的絮凝剂按化学组成可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂以及生物絮凝剂。其中，有机高分子絮凝剂中的阳离子聚丙烯酰胺因其长分子链使得其絮凝时有很好的吸附架桥作用，可吸附污水中许多溶解性物质和悬浮物，且大部分污水具有带负电荷的胶体属性，更适合用阳离子型聚丙烯酰胺絮凝处理。因此开发适用范围广、处理效果佳的阳离子聚丙烯酰胺及经济节能的合成工艺具有广阔的发展前景。目前我国的阳离子聚丙烯酰胺的合成方法主要包括两大类，即聚丙烯酰胺的离子改性法和单体共聚法。聚丙烯酰胺阳离子改性法主要是通过羟甲基反应或曼尼奇反应实现，这种方法制备的阳离子聚丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用超声波引发模板聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）制备反应体系：在反应装置中依次加入丙烯酰胺单体和阳离子单体，然后再加入去离子水，搅拌均匀至完全溶解得总单体水溶液；其中丙烯酰胺单体和阳离子单体之和为总单体；向上述总单体水溶液中加入模板和尿素，搅拌均匀，将上述混合溶液的pH值调为4.0~5.0，温度调为25~45℃，并用超声波辐射，然后向反应装置中充入高纯氮，将反应装置中的氧气完全排空，快速加入引发剂，混合均匀后，立即密封反应装置；所述总单体占反应体系质量的24%~40%，所述丙烯酰胺单体占反应体系质量的18%~28%，所述阳离子单体占反应体系质量的6%~16...

【技术特征摘要】
1.一种利用超声波引发模板聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：1）制备反应体系：在反应装置中依次加入丙烯酰胺单体和阳离子单体，然后再加入去离子水，搅拌均匀至完全溶解得总单体水溶液；其中丙烯酰胺单体和阳离子单体之和为总单体；向上述总单体水溶液中加入模板和尿素，搅拌均匀，将上述混合溶液的pH值调为4.0~5.0，温度调为25~45℃，并用超声波辐射，然后向反应装置中充入高纯氮，将反应装置中的氧气完全排空，快速加入引发剂，混合均匀后，立即密封反应装置；所述总单体占反应体系质量的24%~40%，所述丙烯酰胺单体占反应体系质量的18%~28%，所述阳离子单体占反应体系质量的6%~16%，所述尿素占总单体质量的0.2%~0.4%，所述引发剂占总单体质量的0.2‰~0.8‰，余量为去离子水；所述反应体系包括丙烯酰胺单体、阳离子单体、尿素、引发剂和去离子水；其中，所述模板与阳离子单体质量比为0.36~0.55：1，所述模板为阴离子聚合物，且分子量为3000~6000；2）超声波引发聚合反应：将上述配制的混合溶液放置在超声波震荡器中，温度为25~45℃，利用超声波进行引发，发生聚合反应，在室温下静止熟化3~5小时，制得透明的胶状聚合物质即为阳离子聚丙烯酰胺；3）制备阳离子聚丙烯酰胺粉末：将步骤2）获得的阳离子聚丙烯酰胺粘稠胶体，经过剪碎造粒制成颗粒状，分别依次用无水丙酮和无水乙醇溶液多次提纯、洗涤和精制，然后在在真空干燥箱中烘干后研磨，制得阳离子聚丙烯酰胺白色固体粉末。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑怀礼，冯力，王莫茜，孙强，郑欣钰，赵纯，赵传靓，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50