阳离子聚丙烯酰胺是由一种阳离子单元和丙烯酰胺非离子单元构成的二元共聚物。 从目前的合成方法看，阳离子型PAM絮凝剂的制备方法概括起来可分为两大类：一是 聚丙烯酰的阳离子改性法；二是丙烯酰胺非离子单体与阳离子单体共聚。

 

2.6.1聚丙烯酿胺的阳离子改性法聚丙烯酰胺的阳离子改性法是通过曼尼希反应在聚丙烯酰胺上引入胺类分子，常用 的有二甲胺、二乙胺、三甲胺等，也有使用哌嗪、N—甲基对二氮己烷。

 

(1)非离子聚丙烯酰胺水溶液的阳离子化，工艺流程如下：纯水、环氧氯丙烷v非离子丙烯酰胺^聚丙烯酰胺稀溶液^曼尼希加成物,=甲胺阳离子型聚丙烯酰胺乳液该方法采用非离子聚丙烯酰胺为原料，在搅拌的情况下与纯水混合配制成5%左右 稀溶液，然后在30?70°C、pH值9?11的条件下加入环氧氯丙焼，进行曼尼希反应3.5 h，得到曼尼希加成物，最后在50°C、pH值为9的条件下，加入三甲胺进行胺化2h， 得到阳离子化聚丙烯酰胺。该J：艺流程简单，操作方便，但只能得到阳离子度较低的产 品，而且不反应的残余原料多，在生产过程中容易生成不溶性聚合物，影响产品性能。

 

(2)对微乳液聚丙烯酰胺进行阳离子化，工艺流程如下：乳化剂，反相溶剂^引发剂、丙烯酰胺^单体乳液^聚丙烯酰胺乳液二甲胺、甲醛士卜酸阳离子型聚丙烯酰胺乳液—曼尼希加成物 用span-tween复合乳化剂作为聚丙烯酰胺微乳液的乳化剂，HLB值控制在6?8， 乳化剂用量为6%?10%,单体质量分数为40%?60%,聚合温度为10?30°C，油水质 量比为1.5:1?1.7:1。按照上述条件在反应器中加入乳化剂、丙烯酰胺水溶液、反相溶 剂，然后进行丙烯酰胺反相微乳液聚合，得到聚丙烯酰胺微乳液，质量分数约为20%〃 30%。在低于45°C的条件下，加入二甲胺、甲醛（质量比为1.65:1)进行曼尼希加成J应3 h得到曼尼希加成物。反应完毕，加入盐酸进行中和，调节PH值到6,得到阳离 子聚丙烯酰胺微乳液。通过该方法制备的阳离子聚丙烯酰胺溶解时间短，絮凝性能较好， 但是在产品中二甲胺、甲醛有一定的残余量，在使用时由于有机溶剂的存在会造成二次污染。

 

2.6.2丙烯酿胺单体与阳离子单体共聚为了获得在聚合物性能上达到某一特定用途的阳离子聚丙烯酰胺产品，通常选用丙 烯酰胺单体与阳离子单体共聚的制备方法。

 

阳离子聚丙烯酰胺的制备是依据自由基引发单体共聚合的反应机理，其技术的关键 是正确选择共聚单体，确定最佳的共聚合反应体系及聚合工艺条件。常用的阳离子单体 有二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC)、丙 烯酰氧乙基三甲基氯化铵（AETMAC)、甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲氨基)乙酯（DM)、丙 烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯（DAC)等。

 

聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC/AM)型聚合物是一种带有阳离子基团的线 型高聚物，它的大分子链上所带的正电荷密度高，水溶性好，絮凝能力强，在污水处理 中用量少，不污染环境。吴全才采用反相乳液聚合的方法合成了聚二甲基二烯丙基氯化 铵/丙烯酰胺（PDMDAAC/AM)阳离子絮凝剂，反相乳液聚合的方法得到的聚合物相 对分子质量高，水溶性好，残存单体含量低。（PDMDAAC/AM)阳离子絮凝剂可单独 使用，也可与无机絮凝剂并用，将其与无机絮凝剂复合使用，会实现优势互补，不但絮 凝效果得到提高，而且会使处理成本降低。对一些阳离子度低，相对分子质量较高的 DMDAAC聚合物絮凝剂，这一点显得尤为重要。张跃军等采用丙烯酰胺和二甲基二烯 丙基氯化铵（DMDAAC)共聚合得到阳离子絮凝剂PDA，将该产品用于废纸再生造纸 废水的处理，比较了无机絮凝剂聚合氯化铝或有机阳离子聚丙烯酰胺单独使用时和无机 絮凝剂与有机絮凝剂配合使用时处理废水的效果。结果表明，无机絮凝剂与有机絮凝剂 配合使用时有很好的处理效果。PDMDAAC/AM类阳离子聚丙烯酰胺生产成本低，可 以降低污水处理的成本，由于其自身的特点，非常适合于处理含油污水、造纸污水、印 染污水等。但是由于该类阳离子单体不活泼，当阳离子度高时，获得较高相对分子质量 的产品存在着一定的难度。

 

丙烯酰胺除了与阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵共聚外，还可以与其它阳离子单 体共聚得到阳离子絮凝剂。王进等采用复合引发体系，使丙烯酰胺与DMC共聚合，得 到相对分子质量达700万的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，并将其用于麦草浆的助留助滤试 验，效果很好。丙烯酰胺与DMC、DAC等阳离子单体共聚可以同时获得高的相对分子 质量和阳离子度，但是此类阳离子单体价格太高，并具有一定的毒性，而且在稀溶液状 态下保存不稳定，容易发生水解反应，在一定程度上限制了它的使用。马青山等t29]采用 丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚合得到一种阳离子絮凝剂，效果良好。孙栌 霞等以丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为共聚体，进行水溶液绝热聚合，制备t 相对分子质量大于1000万的阳离子型聚丙烯酰胺。丙烯酰胺也可与DM共聚得到阳离 子高分子絮凝剂。该产品对造纸厂中段白水进行了絮凝沉降试验，结果表明其最佳用量、 沉降速度、絮凝后的透光率均随聚合物的相对分子质量、投加量及水体系pH值等因素 的改变而改变。该阳离子絮凝剂在处理造纸中段白水时兼具有电荷中和及吸附架桥作 用，相对分子质量增大可增加吸附架桥作用，使微粒增大而有利于絮凝沉降。另外，该 阳离子絮凝剂在酸性条件下絮凝效果比碱性条件下好，这是因为丙烯酰胺与DM的共聚 物中含有叔胺结构，而叔胺在酸性条件下可与H+结合而带正电，从而形成带正电的铵 离子，因此，该阳离子絮凝剂在酸性溶液中离子性增强而有利于絮凝沉降。

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