[發明專利]改性淀粉類高分子絮凝劑的合成方法

無效

• 申請號: 200810050673.2
• 申請日: 2008-04-30
• 公開（公告）號: CN101270179A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 蘇忠民;蘭亞乾;李鹿
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F2/44;C08K11/00;C02F1/56
• 代理公司: 長春市東師專利事務所
• 代理人: 劉延軍;趙軍

技術領域

本發明屬于高分子絮凝劑的制備方法。具體涉及一種以玉米粉、泥炭和丙烯酸等為主要原料，采用新型生產工藝的改性淀粉類絮凝劑。

背景技術

絮凝劑在污水處理中已被廣泛使用，按其原料主要可分為無機絮凝劑、人工合成有機高分子絮凝劑和天然有機高分子絮凝劑三大類。其中無機絮凝劑和人工合成高分子絮凝劑由于在生產、使用和后續處理過程會對人和其他動植物有一定的潛在危害，且無機絮凝劑容易受氣溫、水溫的變化而影響絮凝效果，因此在使用上受到很大限制。

改性淀粉絮凝劑是一類天然改性高分子絮凝劑，由于其具有原料易得、價格低廉、無毒、易生物降解、對環境無污染等特點，在自來水和各種工業污水的凈化處理方面有廣闊的應用前景。特別是隨著人們環保意識的不斷提高，該研究也日益受到重視。目前開發的改性淀粉絮凝劑種類很多，主要分為淀粉接枝共聚類絮凝劑、淀粉醚類絮凝劑及淀粉黃原酸酯類絮凝劑幾類。我們所開發的新型環保絮凝劑屬于淀粉接枝共聚類，現有的淀粉接枝共聚類高分子絮凝劑存在生產工藝復雜、條件控制要求高、反應產率低、產物后處理復雜等缺點，這些缺點導致生產困難，成本過高，不利于環保，對工業生產和實際應用造成很大影響。

根據已有專利CN?1792854A?CN166707A?CN?1597549CN?1554592A等的介紹，現今淀粉接枝共聚類高分子絮凝劑接枝共聚的主要制備工藝為：

玉米淀粉→高溫糊化→加入聚合單體→加入引發劑和交聯劑→(氮氣保護下)→加熱、保持恒溫反應→淀粉接枝共聚

傳統淀粉改性高分子絮凝劑合成方法上有以下幾個缺點：

(1)淀粉需要糊化、反應過程需氮氣保護，浪費資源。

(2)由于單體濃度較低，聚合速率較慢，設備利用率和生產能力較低。

(3)由于溶劑的存在，必須采用回收裝置，反應得到的產品需要過濾、洗滌，導致原料的損失，反應過程中還產生對環境有污染的廢水、廢渣等。

(4)設備多，工藝復雜，產品的產率低。

發明內容

本發明的目的在于克服現有生產技術中存在的不足之處，提供一種新型生產工藝，具有生產工藝簡單，成本低、反應條件溫和、產率高、無需加熱和氮氣保護、無污染物排放等優點。另外本絮凝劑具有絮凝效果好、吸附能力強、形成絮體大、沉降速度快、易于分離，可生物降解、無污染等特點。

本發明工藝過程：

(1)配置中和液：稱取丙烯基化合物40-60g，在不斷攪拌的條件下，將26％氫氧化鈉溶液加入到丙烯基化合物中進行中和反應，配置成中和度為60-90％的丙烯酸中和液。待反應完全后，停止攪拌使中和液逐漸冷卻。

(2)接枝共聚反應：同一容器中，在不斷攪拌條件下，將單體總質量10-20％的玉米粉和單體總質量10-20％的泥炭粉先后加入到冷卻至20-40℃的中和液中。恒定溫度，攪拌20-40min，使淀粉和泥炭粉分散均勻。再緩慢的加入單體總質量0.5-2.0％引發劑(過硫酸鉀)和單體總質量0.1-0.5％交聯劑(NMBA-----N，N-亞甲基雙丙烯酰胺)，恒溫0.5-3.0h。待反應液變至半透明的粘稠液，加入25％的氨水10-20ml，把體系的pH值調至7-8。靜止10-30min后，體系反應完全，放出氣體至完成。

(3)產物的后處理：將產物處理成小的塊狀，放置到烘箱中，在100-130℃下干燥至恒重。經過破碎、粉碎，得到顆粒或粉末狀的高分子絮凝劑。

與其它同類絮凝劑相比本品的主要特點：

(1)自放熱交聯工藝

在反應的進行過程中采用了自放熱交聯的技術，反應在較溫和的溫度下進行，不用額外對體系升溫，避免了能量的損失，使體系的交聯效果更好，該技術大大簡化了反應步驟，在國內處于領先水平。

(2)絮凝劑功能化

高分子改性絮凝劑大多數是采用丙烯酰胺接枝淀粉，而我們采用丙烯酸和泥炭的混合體直接和玉米粉反應。由于加入了活性泥炭，增強對一些有毒離子的吸附性能，改進了絮凝劑的功能。這種方法在國內外還未見報道，確保了我們項目的新穎性。