[發明專利]一種陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素的制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710979430.6
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107556435B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 郭睿;王映月;土瑞香;馬蘭;宋博;郭煜;李云鵬;高彎彎
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/56;C08F220/34;C08F226/02;C02F1/56
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

一種陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素的制備方法和應用，向反應裝置中，加入羧甲基纖維素、陽離子單體、丙烯酰胺和去離子水，然后充入氮氣，將反應裝置中的空氣完全排除后，加熱到40℃～80℃時，滴加引發劑，引發聚合反應，加熱回流反應至反應黏度不再變化，停止反應；取出產物，后處理得到陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素。本發明將陽離子聚丙烯酰胺與羧甲基纖維素的接枝聚合，有效的保留了陽離子聚丙烯酰胺的優良性質，性質結構穩定，抗酸堿性能強，同時羧甲基纖維素價格低廉，無毒無害，來源廣泛，大大降低了應用成本。在污水處理領域有很好的應用前景和研究意義。

技術領域

本發明屬于功能高分子聚合物領域，涉及一種水溶性高分子聚合物的合成方法，具體涉及一種陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素的制備方法和應用。

背景技術

聚丙烯酰胺按離子化程度可以分為陰離子型、陽離子型、非離子型和兩性兼具型。由于污水中膠體顆粒大多數帶有負電荷，所以陽離子型絮凝劑是市場上的主要產品。陽離子型絮凝劑是一類分子鏈上帶正電荷活性基團的水溶性高分子聚合物，它可以與水中的微粒起電性中和、吸附架橋等作用，使水中的微粒脫穩、絮凝而有助于沉降和過濾脫水。具有用量少、廢水或污泥處理成本低、毒性小以及使用值范圍廣等優點。陽離子型聚丙烯酰胺為一種線型分子聚合物，可以用于各種廢水和污水的處理，是我國開發陽離子型絮凝劑的重要方向。

陽離子聚丙烯酰胺作為一種常用水處理劑，是一種水溶性線性高分子有機物，在實際應用中易吸潮結塊，且成本較高，因此有必要制備一種高效率、低成本的兼具兩者優良性質的水處理劑。

發明內容

本發明目的在于提供一種陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素的制備方法和應用，該陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素，吸附能力更強，能夠更好的適應工業生產領域的污水處理或雜質的去除。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素的制備方法，向反應裝置中，加入羧甲基纖維素、陽離子單體、丙烯酰胺和去離子水，然后充入氮氣，將反應裝置中的空氣完全排除后，加熱到40℃～80℃時，滴加引發劑，引發聚合反應，加熱回流反應至反應黏度不再變化，停止反應；取出產物，后處理得到陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素。

本發明進一步的改進在于，羧甲基纖維素、陽離子單體、丙烯酰胺和去離子水的質量比為1：(1～5)：(5～10)：(20～30)。

本發明進一步的改進在于，引發劑占羧甲基纖維素、陽離子單體以及丙烯酰胺的總質量的0.5％-3％。

本發明進一步的改進在于，陽離子單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨或丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨。

本發明進一步的改進在于，引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀或氧化-還原引發劑；

本發明進一步的改進在于，氧化-還原引發劑為過硫酸銨與亞硫酸鈉的混合物、過硫酸銨與亞硫酸氫鈉的混合物、過硫酸鉀與亞硫酸鈉的混合物、過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的混合物、過硫酸銨與硫代硫酸鈉的混合物或過硫酸鉀與硫代硫酸鈉的混合物。

本發明進一步的改進在于，過硫酸銨與亞硫酸鈉的質量比為3：2，過硫酸銨與亞硫酸氫鈉的質量比為3：2，過硫酸鉀與亞硫酸鈉的質量比為3：2，過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質量比為3：2，過硫酸銨與硫代硫酸鈉的質量比為3：2，過硫酸鉀與硫代硫酸鈉的質量比為3：2。

本發明進一步的改進在于，加熱回流反應時間為3～6h。

本發明進一步的改進在于，后處理步驟具體為：用體積比為1：1的乙醇和丙酮混合洗滌產物，直至溶液澄清后，將洗滌后的產物干燥，再進行研磨。

一種陽離子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纖維素作為絮凝劑在污水處理中的應用。