聚丙烯酰胺是_種水溶性聚合物，作為合成高 分子絮凝劑廣泛應用，同時根據所要處理的汙水類 型的不同，又發展了一係列帶有不同電荷的離子 型、非離子型、兩性的聚丙烯酰胺，其中陽離子型 聚丙烯酰胺（CPAM)由於其適用範圍廣，受共存鹽 影響小，對水中帶有負電荷的微粒能起到“電荷中 和”及“吸附架橋”作用而有效地絮凝、脫色，並能 強化固液分離過程等優點，而廣泛用於石油開采、 造紙、冶金、采礦、紡織印染、國防、日用化工、 水處理等領域[1-3]，在城鎮飲用水、工業用水、工 業廢水和城市汙水淨化處理中使用陽離子聚丙烯酰 胺成為一種趨勢[4]。

常見合成888电子游戏官网的方法主要有通過 曼尼希反應進行改性和共聚。通過改性的方法製備 的聚合物，雖能獲得高相對分子質量的陽離子聚丙 烯酰胺，但聚合物存在著穩定性差，有效期短，價 格高等缺點。共聚法大多采用水溶液或反相乳液自 由基聚合製備，所用設備少，生產工藝簡單，分散聚合法合成888电子游戏官网研究進展及應用,容易 獲得不同的相對分子質量[5]。

近年來一種新的聚合方法一聚丙烯酰胺的分 散聚合越來越得到關注，該種888电子游戏官网是 由丙烯酰胺單體(AM)與帶有雙鍵的季銨鹽共聚所 形成的共聚物，在水溶液狀態，形成具有一定的正 電性即陽離子性的一類聚合物，由於其獨特的側鏈 結構和帶有高密度的電荷，可以更有效地使體係中 的微粒脫穩絮凝沉降[6-7]，采用該聚合方法得到的 陽離子型聚丙烯酰胺具有流動性好，無毒環保，穩定性好，溶解速度快多種優點，是對汙水處理有優 良效果的陽離子型高分子絮凝劑™，因此這種聚合 方法已引起國內外學者極大重視。

1888电子游戏官网分散聚合的研究進展

分散聚合最初是由英國ICI公司研究者在20 世紀70年代提出來的一種新聚合方法' 分散聚 合的目的是要在烴類溶劑中直接製備穩定的聚合 物粒子，用來代替把聚合物分散成穩定乳膠的技 術，嚴格地說分散聚合是一種特殊的沉澱聚合_。 相比於其它聚合方法，分散聚合既具有乳液聚合反 應速度快、相對分子質量大的特點，又具有溶液聚 合工藝簡單、操作方便的優勢。所得聚合產物溶解 速度快，無塊狀、顆粒狀不溶物，使用時不需要龐 大的溶解設備，可以在管道中直接注入，便於自動 化操作和準確計量，節省人力。使用時無有害的有 機溶劑，杜絕對環境的二次汙染。此技術徹底克服 了傳統產品和工藝存在的諸多問題，有利於環境保 護和節約能源，能合理地解決散熱問題，可適用於 各種單體，且能製備不同粒徑的單分散性聚合物 微球[11-13]。

丙烯酰胺的分散聚合研究始於20世紀八九十 年代[14]。美國專利USNo.4380600中提出了一種水 包水型陽離子乳液的合成方法，在單體的水溶液中 加入了一種水溶性有機聚合體，並在聚合反應之前 或之後加入無機鹽。歐洲專利EP No.262945中將 丙烯酰胺溶於一種水溶性陽離子單體（如二甲基二 丙烯基氯化銨），並分階段引發合成陽離子聚丙烯 酰胺。接下來更深入的研究便處在分散穩定劑的合 成工藝過程中，由於這類聚合物必須不溶於鹽水體 係並且可以在其中穩定的分散，所以對分散穩定劑 的種類要求較嚴格，美國專利US No.4929655和 5006590中提出了一些方法合成水溶性的帶有陽離 子電荷（二甲基苄基銨）的分散穩定劑，但缺點是穩 定劑中含有一定量的疏水性陽離子單體。

Chom. S等[15]研究了在硫酸銨（AS)水溶液中 AM的分散聚合，使用聚丙烯酰乙氧基三甲基氯化 銨（PAOTAC)作穩定劑，2，2M禹氮二（2-甲基-3- 戊酮脒）二氫氯化物(AIBA)作引發劑。發現單體質 量分數為5% ~ 10%，分散劑質量分數為0.6% ~ 1.8%，引發劑濃度為 0.92 x 104~ 1.84 x 104mol/L， AS質量分數為24% ~ 30%，可得到2 ~ 4 |xm 的均 勻穩定的聚合物，聚合物的相對分子質量隨穩定劑 和引發劑的濃度增加而減小，而鹽濃度對聚合物的 相對分子質量、粒徑的影響都不大。

分散聚合法合成888电子游戏官网研究進展及應用,韓磊等[16]采用甲醇-水為分散介質，PVP為穩 定劑，過硫酸鉀（KPS)為引發劑，用分散聚合法製 備了聚丙烯酰胺水包水乳液。王進等[17-19]采用複 合引發體係，使丙烯酰胺與甲基丙烯酰氧乙基三甲 基氯化銨（DMC)共聚合，得到相對分子質量達700 萬的888电子游戏官网絮凝劑，並將其用於麥草漿 的助留助濾試驗，獲得良好效果。孫豔霞等[20]以 丙烯酰胺和丙烯酰氧基三甲基氯化銨（DAC)共聚單 體進行水溶液絕熱聚合，製備出相對分子質量大於 1000萬的CPAM產品。魯紅等™成功地運用分散 聚合技術，製得了高相對分子質量的CPAM，該產 品外觀為乳白色液體，相對分子質量為300萬~ 800萬。汪威等[22]以聚丙烯酸接枝壬基酚聚氧乙烯 (PAA-g-NPEO)作分散劑，紫外光（UV)引發AM 在叔丁醇/水(TBA/H2O)體係中進行了分散聚合。

陳冬年等[23]在硫酸銨水溶液中用分散聚合法 合成丙烯酰胺與正離子單體的共聚物，得到了分散 均勻、穩定的聚合物，並對產物進行了表征。 Dongnian Chen等[24]用AM和DMC作為共聚單體， 以聚丙烯酰氧基三甲基氯化銨（PDAC)為分散穩定 劑，2,2-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基）丙烷]二氫氯化 物（VA-044)為引發劑，在無機鹽（（NH4)2S〇4或 NaCl)水溶液中合成了較高相對分子質量的陽離子 聚丙烯酰胺。胡瑞等[25]將複合引發體係用於DMC 和AM水溶液共聚，製備了888电子游戏官网類 絮凝劑P(DMC-AM)，並將其應用於十堰市汙水 廠廢水，取得的處理效果很好。

郭睿威等[26]認為水溶性單體在鹽水介質中的 分散聚合是一種新型綠色合成技術。分散聚合法合成888电子游戏官网研究進展及應用,研究了通過 AM和陽離子DMC在無機鹽水溶液中的分散共聚 合，製備了穩定的P(AM-DMC)水基分散體。

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王玉峰等[27]以AM和DAC為共聚單體，以硫 酸銨水溶液為反應介質，采用分散聚合法製備出性 能穩定的CPAM水包水乳液。Lijuan Wang等[28]以 AM和丙烯酰氨基二羥丙基三甲基氯化銨（AMHP) 在（NH4)2S〇4水溶液中，以過硫酸鉀為引發劑， PDMC為分散劑，合成了一種水溶性陽離子絮凝 劑，處理高嶺土懸浮液有很好的效果。

2分散聚合法所得CPAM的應用 2.1888电子游戏官网絮凝機理

陽離子型聚丙烯酰胺的作用不僅表現在可以通 過電荷中和而使膠體顆粒絮凝，而且還可與帶負電 荷的溶解物質進行反應，以生成不溶性的鹽。

由於陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑分子鏈中既含 陽離子鏈節，又含有柔性好的丙烯酰胺鏈節。所以 當陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑處理含帶正電荷的膠 體顆粒的廢水時，吸附在膠體表麵上的是柔性好的 丙烯酰胺鏈節。丙烯酰胺鏈節不是全部都與膠體表 麵接觸，而是有很多其它鏈節伸展到懸浮液的液相 中。被吸附在膠體表麵上的高分子鏈節段稱為鏈 串，伸展到液相中的高分子鏈節稱為鏈環，高分子 的尾端稱為鏈端，伸展到溶液中的鏈環和鏈端形成 膠體顆粒間的橋。由於一個高分子鏈有很多個鏈串 與顆粒間的橋，當高分子鏈中吸附的膠體顆粒多 時，使膠體絮凝而發生沉降，即“架橋作用”。當陽 離子型聚丙烯酰胺絮凝劑處理含帶負電荷的膠體顆 粒的廢水時， 陽離子型聚丙烯酰胺絮凝劑中的陽離 子與廢水中的帶陰離子的膠體顆粒進行電荷中和作 用，降低z電位，壓縮擴散層。當Z電位降低到接 近零時，膠體粒子被凝聚。同時，陽離子型聚丙烯 酰胺的長鏈產生架橋效應，使膠體絮凝。其它懸浮 的顆粒也被吸附、包卷和捕集，並相互集結形成大 的絮體，分散聚合法合成888电子游戏官网研究進展及應用,即“中和，’與“架橋，’作用[6'29-30]。

因而，陽離子型絮凝劑的相對分子質量即使 較低，也很容易在粒子間進行架橋而表現出絮凝 效果。

2.2888电子游戏官网應用

根據上述機理可知，888电子游戏官网是一種 非常重要的水溶性絮凝劑，相對其它類型的聚丙烯 酰胺，它可以更為有效的應用於汙泥脫水、汙水脫 色、造紙幹、濕增強劑、油井固沙劑等，特別適用 於染色、造紙、食品、建築、冶金、選礦、煤粉、 油田、水產加工與發酵等有機膠體含量高的行業的 廢水處理，在造紙中888电子游戏官网主要用於造 紙廢水處理和助濾作用[1]。

近幾年來，日、美等國家主要將陽離子聚丙 烯酰胺應用於廢水處理，分散聚合法合成888电子游戏官网研究進展及應用,並以每年10%的速度增 長[29]。而我國該領域的888电子游戏官网的應用還 剛剛起步，大多還是應用於造紙和油田。

刑仁衛等™將分散聚合的CPAM乳液用於漂 白燒堿法葦漿的助留助濾研究。結果表明，CPAM 乳液的用量為0.04%時，留著率就可從空白樣的 74.2%提高到89.9%，若在體係中加入硫酸鋁用於 吸附陰離子雜質，當硫酸鋁用量為3%時，CPAM 對漿料的留著率甚至可以達到99.1%。研究還發 現，CPAM乳液對水溶液中陰離子雜質的積累具有 _定的抵抗能力，並且pH值對其助留效果影響很 小，可適應酸性至堿性抄紙係統。魯紅等[21]成功 地運用分散聚合技術製得了高相對分子質量的 CPAM，該產品外觀為乳白色液體，相對分子質量 為300萬~ 800萬。部分紙廠使用該助劑可使網下 白水濃度降低40%，填料和細小纖維的留著率及 漿料的濾水性能大幅提高，紙張的施膠效果明顯改 善，噸紙成本可以降低32元左右。同時該產品對 製漿廢水處理效果明顯，若將該產品配合混凝、氣 浮、厭氧消化等方法使用，則廢水的COD、BOD5 及色度的去除率將大大提高。顧學芳等™采用AM 和二甲基二烯丙基氯化銨（DADMAC)共聚合得到 聚丙烯酰胺陽離子絮凝劑（PDA)，將該產品用於廢 紙再生造紙廢水的處理，比較了無機絮凝劑聚合氯 化鋁或有機888电子游戏官网單獨使用時和無機絮 凝劑與有機絮凝劑配合使用時處理廢水的效果。結 果表明，無機絮凝劑與有機絮凝劑配合使用時有很 好的處理效果。

城市與工業汙水常用活性汙泥法處理，生化汙 泥常常是親水性很強的膠體，所含水極難脫去，但 采用陽離子型聚丙烯酰胺類絮凝劑，可以達到良好 的脫水效果[6]。

3結論

由於CPAM具有特異的優越性能，對它的研 究與開發正在不斷擴大和深入。目前，我國的陽離 子聚丙烯酰胺絮凝劑的品種單_，除了聚丙烯酰胺 的經曼尼希反應製備的888电子游戏官网絮凝劑 外，能真正工業化並具有工業潛力的水溶性陽離子 聚丙烯酰胺絮凝劑幾乎沒有，而且目前用分散聚合 法合成的888电子游戏官网單體濃度低，穩定性不 是很好。對於陽離子季銨鹽單體來說，甲基丙烯酰 氧乙基三甲基氯化銨（DMC)的價格比較昂貴，不 適合用於大量生產，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨 (DAC)與二甲基二烯丙基氯化銨(DADMAC)價格相 

對說比較便宜，但合成後物質穩定性不如DMC效 果好。選取上述物質的聚合產物為分散穩定劑需耗 量大，由於其為粘度較大的粘稠狀液體，所以取用 量不易控製，聚乙二醇(PEG)係列，分散聚合法合成888电子游戏官网研究進展及應用,高相對分子質 量容易產生暴聚，低相對分子質量的效果雖好，但 合成產物相對分子質量不高。

今後的研究重點應該是尋找更為廉價的分散體 係、製備更為有效的分散劑、便宜易得的陽離子單 體及加強對AM與其它功能性單體分散共聚的研 究，以增強其絮凝能力。隨著人們對分散聚合機理 研究的深入和分散聚合技術的日益完善，AM的分 散聚合製備技術一定會取得長足的進步。