阳离子聚丙烯酰胺的合成与应用.pdf

维普资讯 2004年 l1月 精 细 石 油 化 工 第 6期 SPECIALITY PETROCHEMICALS 阳离子聚丙烯酰胺的合成与应用 夏峥嵘 李友清 李绵贵 (1．湖北省化学研究院，湖北 武汉 430074；2，中国海洋石油南海西部振海油 田化学公司，广东 湛江 524057) 摘要：通过 Mannich反应将聚丙烯酰胺 (PAM)改性为阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM)，在反应中以N一甲基乙胺 或二乙胺代替了常用的二 甲胺。在二胺与 甲醛的摩尔 比大于 1．2：1，并采取先将 甲醛溶液加到PAM 溶液 中，待反应完全后，再将胺溶液加到反应体系中的方法 ，在 4O～50℃共反应3～4h时得到胺化度高于 5O 的 CPAM。探索了PAM 的厨：1．0×10 的CPAM 的溶液粘度的降低方法。 关键词：Mannich反应 阳离子絮凝剂 胺化度 聚丙烯酰胺 中圈分类号 ：TQ423．12 文献标识码 ：A 用聚丙烯酰胺 (PAM)处理废水已有 5O多年 厂；HORIBAOCMA一300油分仪 ，日本 ；S-721分 历史，近年由于废水来源越来越复杂 ，处理难度越 光光度计 ，上海棱光技术有限公司 。 来越大 ，所以阳离子聚合物倍受关注 ；因为它不仅 1．2 Mannich反应 能对废水 中各种微粒产生吸附桥联作用 ，而且还 将 w(PAM)一3 ～5 的溶液 100g加入到 能中和废水微粒表面带有 的负 电荷 ，从而使体系 250mL三 口烧瓶 中，升温，均匀搅拌 ，加入适量 中的微粒脱稳、絮凝 ，有助于沉降和过滤脱水 。目 FD和胺 (两步法为先加 FD，约 1h反应完全后 ， 前合成阳离子絮凝剂的主要方法有共聚法和改性 再加入胺 ；一步法为 FD与胺相继加入)，反应预 法 。由于离子基团之间的相互排斥效应及离子活 定时间，冷却出料 。用胶体滴定法测其胺化度 5『]。 性低的状况，共聚法不易得到高相对分子质量和 1．3 絮凝效果的检测 高离子化度的产物 ；而改性法可在相对分子质量 将各种产物配成质量分数为 1 的溶液 ，加 较高的非离子链上进行 ，因而能克服共聚法的不 入装有含油污水的比色管中，盖上塞子 ，上下摇动 足 。运用 Mannich反应改性 PAM 是将 PAM 阳 使其混合均匀，放人 7O℃恒温水浴锅 中静置 ，观 离子化的一种好方法，即先使胺 甲基化，然后再与 察并记录絮体出现时间、絮体状态，用油分仪测含 硫酸二甲酯或 卤代 甲烷反应得到 PAM 的季铵 油量 ，用分光光度计测透光率 。 盐[1叫]。笔者用低烷基胺分别与 PAM 及 甲醛 2 结果与讨论 (FD)反应 ，合成 出阳离子聚丙烯酰胺 (CPAM)， 2．1 pH值对反应进程的影响 考察了反应条件对胺化度 的影响，并探索了降低 由于在酸性条件下易发生交联反应，而在碱 产物粘度的方法 。 性条件下能抑制交联 ，所 以用惰性物 乙二醇调节 l 实验部分 体系 pH为 11～12。 1．1 原料与仪器 2．2 几种胺的初步 比较 PAM，自制 ，fi．1．0×10；FD，CP，湖北大 比较 了用 于 改 性 PAM 的胺 ，如 ：DMA、 学化工厂 ；二 甲胺 (DMA)，CP，上海三爱思试剂 DEA、MEA、EDA、DMADA、MDAH 等 ，其 中 有限公司；二乙胺 (DEA)，CP，武汉市江北化学试