包含Bola型阳离子表面活性剂的聚丙烯酰胺组合物及其制备方法、用途技术

本发明专利技术提供了一种聚丙烯酰胺组合物，其包括阴离子型聚丙烯酰胺以及Bola型阳离子表面活性剂，其中，所述Bola型阳离子表面活性剂的用量为所述阴离子型聚丙烯酰胺的0.5～10 wt%。本发明专利技术还提供了所述聚丙烯酰胺组合物的制备方法和用途。本发明专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物在阴离子型聚丙烯酰胺中引入了Bola型阳离子表面活性剂，所形成的絮凝体系可有效用于废水处理中，能够大幅度提升絮凝效率。本发明专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物絮凝性能优异，制备方法简便，无需高昂成本，在废水处理等领域中具有广阔的应用前景。广阔的应用前景。广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
包含Bola型阳离子表面活性剂的聚丙烯酰胺组合物及其制备方法、用途


[0001]本专利技术涉及絮凝剂领域，具体涉及一种包含Bola型阳离子表面活性剂的聚丙烯酰胺组合物、其制备方法、以及其作为絮凝剂的用途。

技术介绍

[0002]聚丙烯酰胺类聚合物是目前最常用的絮凝剂之一，分为阳离子型、阴离子型和非离子型，可根据不同的废水处理工艺需求而用于不同的工况下。其中，对于含有表面带正电荷的悬浮粒子的废水而言，常用的为阴离子型的聚丙烯酰胺絮凝剂。
[0003]阴离子型聚丙烯酰胺分子量较高，可以有效与悬浮粒子产生静电吸附作用，同时在不同的悬浮粒子之间架桥，进而实现絮凝沉降。但是，由于阴离子型聚丙烯酰胺分子链上带有大量的亲水性的阴离子基团，吸附在悬浮粒子表面之后，容易造成其表面净电荷含量增加，zeta电位会达到
‑
30以下，进而使吸附后的粒子之间呈排斥力，不利于进一步的絮凝沉降，降低了吸附后悬浮粒子的沉降速率。
[0004]因此，非常有必要对阴离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝性能进行改善，这对于废水处理等领域具有极其重要的意义。

技术实现思路

[0005]为弥补现有技术中存在的不足，本专利技术的一个目的是提供一种聚丙烯酰胺组合物，该组合物强化了阴离子型聚丙烯酰胺在废水处理中的絮凝能力，因此可以用于废水处理工艺中，形成更高效的废水处理化学剂体系。
[0006]本专利技术的另一个目的是提供所述聚丙烯酰胺组合物的制备方法。
[0007]本专利技术的还一个目的是提供所述聚丙烯酰胺组合物的用途。
[0008]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物包括阴离子型聚丙烯酰胺以及Bola型阳离子表面活性剂，其中，所述Bola型阳离子表面活性剂的用量为所述阴离子型聚丙烯酰胺的0.5～10 wt%。
[0009]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物在阴离子型聚丙烯酰胺中引入了Bola型阳离子表面活性剂，Bola型阳离子表面活性剂是一种特殊的新型表面活性剂，与传统的表面活性剂一端亲水一端疏水的结构不同，Bola型阳离子表面活性剂通常是由一个或两个疏水链和两个亲水的极性基团组成，表面带有双电荷位点。如图1所示，一方面，阴离子型聚丙烯酰胺与废水中的悬浮粒子通过静电吸附架桥后，悬浮体的表面电性成为强的负电性，而Bola型阳离子表面活性剂可以有效地在负电性的悬浮体之间形成静电力驱动的架桥结构，由此降低悬浮体的稳定性，强化絮凝作用。另一方面，通过Bola型阳离子表面活性剂的疏水链段与悬浮粒子上的疏水部分的相互作用，Bola型阳离子表面活性剂可以有效地吸附在悬浮粒子表面，强化悬浮粒子的正电性，进而增强悬浮粒子与阴离子型聚丙烯酰胺之间的相互作用，由此强化絮凝聚集和沉降效果。
[0010]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物中，所述Bola型阳离子表面活性剂的用量可以根据实际所需的絮凝性能进行调整，例如可以为所述阴离子型聚丙烯酰胺的0.5～8 wt%、0.5～5 wt%、1～8 wt%、1～5 wt%、1～3 wt%等。在一些优选的实施方式中，所述Bola型阳离子表面活性剂的用量为所述阴离子型聚丙烯酰胺的1～5 wt%。
[0011]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物中，所述Bola型阳离子表面活性剂可以为常见的任意种类。在一些优选的实施方式中，所述Bola型阳离子表面活性剂具有如通式（1）、（2）或（3）所示的化学结构：（1）（2）（3）其中，R1选自C1～C24的直链或支链亚烷基，R2选自C1～C4的烷基，X
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选自卤素离子或氢氧根。
[0012]在一些更优选的实施方式中，通式（1）、（2）或（3）中，R1选自C5～C16（例如，C5、C6、C8、C10、C12、C14或C16的直链亚烷基）的直链亚烷基，R2选自甲基或乙基，X
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选自Cl
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、Br
‑
或氢氧根。
[0013]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物中，所述Bola型阳离子表面活性剂可以为市售产品，也可以参照文献制备。例如，通式（2）所示的Bola型阳离子表面活性剂可以包括氯化六甲基双铵（CAS：60
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25
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3）、溴化六甲基双铵（CAS：541
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20
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8）、氢氧化六甲基季铵（CAS：556
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81
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0）、溴化己烷双铵（CAS：55
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97
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0）等。
[0014]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500～2000万。在一些优选的实施方式中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1700～1800万。
[0015]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物中，所述阴离子型聚丙烯酰胺可以为絮凝剂领域常见的任意种类。在一些优选的实施方式中，按重量份计，所述阴离子型聚丙烯酰胺包括以下原料成分：10～50份丙烯酰胺、10～50份阴离子单体、0.0025～0.005份二乙烯三胺五乙酸五钠以及2～4份尿素。在一些更优选的实施方式中，按重量份计，所述阴离子型聚丙烯酰胺包括以下原料成分：35～50份丙烯酰胺、35～45份阴离子单体、0.0025～0.005份二乙烯三胺五乙酸五钠以及2～4份尿素。
[0016]在一些优选的实施方式中，所述阴离子单体选自丙烯酸、马来酸、烯丙基苯磺酸、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸及它们各自的碱金属盐和铵盐中的一种或多种。
[0017]在一些优选的实施方式中，所述阴离子型聚丙烯酰胺的制备过程包括以下步骤：S1：将所述丙烯酰胺、阴离子单体、二乙烯三胺五乙酸五钠以及尿素加入至去离子水中配制成聚合溶液，并调整pH值为7～9；以及S2：在惰性气体保护下，按重量份计，将0.00002～0.00004份氧化剂、0.00002～0.00004份还原剂以及0.00002～0.00004份助还原剂加入至所述聚合溶液中进行反应即得。
[0018]其中，所述氧化剂为过硫酸铵。
[0019]其中，所述还原剂为亚硫酸氢钠。
[0020]其中，所述助还原剂为乙醇胺。
[0021]本专利技术还提供了上述技术方案任一项所述的聚丙烯酰胺组合物的制备方法，包括以下步骤：T1：制备所述阴离子型聚丙烯酰胺；T2：将所述Bola型阳离子表面活性剂配制成水溶液，并与研磨油混匀得到乳液；以及T3：将步骤T2得到的乳液加入至步骤T1得到的所述阴离子型聚丙烯酰胺中进行造粒，干燥粉碎后即得。
[0022]在一些优选的实施方式中，所述步骤T2中，按重量份计，将0.8～3份所述Bola型阳离子表面活性剂溶于1～5份水中配制成水溶液，并与2～5份研磨油混匀得到所述乳液。
[0023]本专利技术提供的聚丙烯酰胺组合物还可以根据实际应用需要包括一种或多种添加剂或助剂。
[0024]本专利技术还提供了上述技术方案任一项所述的聚丙烯酰胺组合物作为絮凝剂的用途。
[0025]本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述聚丙烯酰胺组合物包括阴离子型聚丙烯酰胺以及Bola型阳离子表面活性剂，其中，所述Bola型阳离子表面活性剂的用量为所述阴离子型聚丙烯酰胺的0.5～10 wt%，所述Bola型阳离子表面活性剂具有如通式（1）、（2）或（3）所示的化学结构：（1）（2）（3）其中，R1选自C5～C16的直链亚烷基，R2选自甲基或乙基，X
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选自Cl
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、Br
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或氢氧根。2.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述Bola型阳离子表面活性剂的用量为所述阴离子型聚丙烯酰胺的1～5 wt%。3.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述阴离子型聚丙烯酰胺的粘均分子量为1500～2000万。4.根据权利要求1所述的聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，按重量份计，所述阴离子型聚丙烯酰胺包括以下原料成分：35～50份丙烯酰胺、35～45份阴离子单体、0.0025～0.005份二乙烯三胺五乙酸五钠以及2～4份尿素。5.根据权利要求4所述的聚丙烯酰胺组合物，其特征在于，所述阴离子单体选自丙烯酸、马来酸、烯丙基苯磺酸、2
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丙烯酰胺基
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甲基丙磺酸及它们各自的碱金属盐和铵盐中的一种或多种。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖银宝，王引成，王法瑞，牛富贵，许志军，
申请(专利权)人：河南博源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：