聚丙烯酰胺的酸性水解 聚丙烯酰胺絮凝劑分子量聚丙烯酰胺的酸性水解 聚丙烯酰胺絮凝劑分子量聚丙烯酰胺的酸性水解 聚丙烯酰胺絮凝劑分子量大家都知道，聚丙烯酰胺廢水處理過程中絮凝反應(yīng)是強(qiáng)化絮凝沉淀過程中最重要的工藝環(huán)節(jié)。其作用原理是，通過高分子絮凝劑——聚丙烯酰胺（PAM）來吸附污水中的懸浮粒子，使高分子鏈互纏交聯(lián)，形成架橋，從而使絮凝結(jié)構(gòu)增大變粗，最后形成沉淀。正因?yàn)檫@一環(huán)節(jié)非常重要，所以我們要控制好影響其絮凝作用的每一個因素，使其達(dá)到最好的效果，那么影響聚丙烯酰胺絮凝作用的因素主要有哪幾種呢？把這些因素控制在什么范圍內(nèi)最好？
一、絮凝劑的用量：最佳的絮凝劑用量是絮凝劑全部被吸附在固相粒子表面上，且絮塊的沉降速度達(dá)到最大值。最佳用量隨著絮凝劑的離子性質(zhì)、分子量、懸浮液的pH值而變化，可用試驗(yàn)方法確定。當(dāng)絮凝劑超過最佳用量時，絮凝效果反而下降。這一點(diǎn)，我們廠家提醒廣大的朋友們，很多人在做的時候，往往會忽略這一點(diǎn)的，雖然也只是一個很小的細(xì)微的細(xì)節(jié)的，但是我們知道這對于產(chǎn)品來說，是有著很好的效果的。歡迎廣大的朋友們到我們公司來，給我們一些生產(chǎn)中的建議的。
二、絮凝劑分子量對絮凝的影響：絮凝劑分子量越大，絮凝效果越好。但分子量太大，難于溶解且制造費(fèi)用也高。常用的分子量為300-1500萬。
三、攪拌對絮凝的影響：攪拌可使絮凝劑均勻的分散到懸浮液中，達(dá)到高效絮凝。但攪拌過于劇烈，會使形成的絮塊碎裂，因而絮凝劑的消耗量增加，而絮凝效果相對講是降低了。所以在絮凝處理時只能進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄嚢瑁瑪嚢铏C(jī)轉(zhuǎn)速一般應(yīng)控制在50-250r/min。這一點(diǎn)，我們也要注意力道的大小，力道太大的話，可能會起到負(fù)面的影響，力道要是太小的話，可能又打不到我們所想要的理想效果。所以這個環(huán)節(jié)也是不能夠出錯的。
三個因素影響聚丙烯酰胺絮凝作用，河南億洋水處理材料有限公司是國內(nèi)專業(yè)生產(chǎn)活性炭、凈水劑、濾材、聚丙烯酰胺的綜合性實(shí)體企業(yè)，生產(chǎn)聚丙烯酰胺產(chǎn)品幾十余種，特別是陽離子聚丙烯酰胺。具有先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和完善的檢測手段，技術(shù)力量雄厚，管理科學(xué)化。
聚丙烯酰胺的酸性水解
酸可以強(qiáng)化聚丙烯酰胺的水解，但酸性條件下聚丙烯酰胺的水解速率較堿性水解慢很多，故常需在較高溫度下進(jìn)行。酸性條件下，水與質(zhì)子化的酰氨羰基發(fā)生親核加成，之后消去氨（NH3），丙烯酰胺結(jié)構(gòu)單元水解為丙烯酸結(jié)構(gòu)單元。
在偏酸性條件下聚丙烯酰胺的水解，水解速率隨溫度升高和PH降低而加快。隨著水解進(jìn)行，其水溶液的黏度和PH值都會發(fā)生變化。在反應(yīng)液的PH＜8而無緩沖劑時，水解產(chǎn)生的氨會使溶液的PH值升高，黏度增加。但光散射線數(shù)據(jù)研究表明，在水解過程中聚丙烯酰胺鏈長基本保持不變。因此黏度的變化起因于水解引起的聚丙烯酰胺鏈構(gòu)象變化。
聚丙烯酰胺的酸性水解表現(xiàn)出顯著的臨基催化效應(yīng)，即水解后生成的羧基對臨位酰氨基的水解產(chǎn)生加速作用。這導(dǎo)致酸性水解的速率隨水解度的增加而加速。丙烯酰胺-丙烯酸的共聚物或水解聚丙烯酰胺的水解速率明顯快于丙烯酰胺均聚物。
由于這種鄰基催化作用，當(dāng)水解度較低時，水解產(chǎn)物傾向于形成嵌段型結(jié)構(gòu)。在強(qiáng)反應(yīng)條件下，酰胺基則可以全部水解為羧酸基。
聚丙烯酰胺（PAM）。聚丙烯酰胺與NaOCl進(jìn)行氯氨化反應(yīng)，部分酰胺基轉(zhuǎn)變?yōu)榛畈ǖ漠惽杷狨セ鶊F(tuán)，易于淀粉反應(yīng)，使得異氰酸酯咋發(fā)生Hofmonn重排的同時與淀粉進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到陽離子淀粉衍生物。
聚丙烯酰胺是如何分離提純的？
當(dāng)?shù)矸劢又酆衔镏泻兄T如淀粉接枝聚丙烯酰胺共聚物，聚
丙烯酰胺-均聚物、未參加接枝反應(yīng)的淀粉、丙烯酰胺、溶劑和引發(fā)劑等物質(zhì)時，接枝初產(chǎn)物的有效分離提純是不可缺少的步驟。
(1) 接枝聚合生成的粗產(chǎn)物的分爽拇純首先采用丙酮沉淀、洗滌數(shù)次，在50攝氏度下真空千燥箱中烘干至恒量，得到的產(chǎn)物是接枝共聚物、均聚物和未接枝的淀粉的混合物。
(2) 均聚物的分離采用Varma的方法：稱取（1）中得到的產(chǎn)物lg，放在索氏抽提器中，用60 ：40 (體積比）的冰醋酸-乙二醉混合溶劑回流抽提至恒量，殘余物用甲醇沉淀3次，在寘空干燥箱內(nèi)烘干。得到的產(chǎn)物為含有接枝共聚物和未接枝的淀粉。根據(jù)單體的不同性質(zhì)，可選用不同的溶劑作為萃取劑.例如丙S可除去均聚甲基丙烯酸甲酯；丁酮可除去均聚苯乙烯；二甲基甲酷胺可除去均聚兩烯腑；二甲基甲酖胺-冰醋酸混合溶劑可去除均聚丙烯酰胺。
(3) 未接枝淀粉的分離在上面得到的產(chǎn)物中加人一定量的0 5mol/LNaOH溶液，在5o攝氏度下用電磁攪拌1h,以溶解未接枝的淀粉，接枝產(chǎn)物用布氏漏斗過濾，烘干，便得到純的接枝共聚。
(4)接枝鏈聚丙烯酸胺的提純：接枝鏈上的淀粉可采用酸解法
去除：室溫下稱取純接枝共聚物1.0g，加人5mL水和5mL濃鹽酸在蒸餾瓶中加熱攪拌2min后在冰水中用甲醇沉淀。沉淀物首
先先用甲醇洗滌，然后用少量水溶解，在用甲醇沉淀，沉淀物用DMF處理，除去淀粉的水解產(chǎn)物,進(jìn)一歩用甲醇洗滌，產(chǎn)物再用水溶解、然后甲醇沉淀，過濾'烘千。這樣得到的產(chǎn)物就是接枝鏈聚丙烯酰胺，可用于分子量的測定。
絮凝劑是如何醚化的？
淀粉或交聯(lián)淀粉與醚化劑通過反應(yīng)生成的改性淀粉稱為酸化
淀粉或淀粉醚,相應(yīng)的反應(yīng)稱為醚化反應(yīng)。
常用的醚化劑有：帶雙官能團(tuán)的胺類化合物和鋌代羧酸類化合
物，前者稱為陽離子化試劑，后者稱為俊基化試劑。作為醚化劑的桉類化合物一般可分為三類：含有亞乙基亞胺環(huán)的化含物、叔胺化合物》季銨鹽類化合物，
什么是陽離子聚丙烯酰胺淀粉醚
氨類化合物（主要是叔胺和季銨鹽）與淀粉分子的羥基起醚化
反應(yīng)生成具有胺甚的醚衍生物，其氮原子上帶有正電荷，得到的醚衍生物具有許多原淀粉所不具備的性質(zhì)，有與帶負(fù)電荷物質(zhì)相吸的趨向,稱為陽離子淀粉。盡管淀粉的品種和產(chǎn)地不同，淀粉在結(jié)構(gòu)、性能等方面的差異較大，但其基本單元是葡萄糖，在其2、3、6位上各有一個活潑的氰基被陽離子基團(tuán)取代。
(1) 叔胺烷基淀粉醚：叔胺型離子淀粉是較早開發(fā)的品種,其典型的醚化劑是氯乙基二乙基胺，催化劑為NaOH、Ca(OH)2，反應(yīng)溫度40-50攝氏度：反應(yīng)吋間I2?48h。在氯代烷試劑作用下，叔胺基淀粉醚的制備反應(yīng)方程如下：stoh+clch2n(c2h5)2oh-stoch2n(c2h5)2，stoch2-ch2-n-(c2h5)2+hcl-[stoch2ch2nh(c2h5)2]+cl-。
(2)季銨烷基淀粉醚：季銨型陽離子淀粉是具有環(huán)載基團(tuán)的胺類化合物與淀粉分子中的羥基在緘催化劑作用下反應(yīng)生成的^取代度醚類衍生物.可從愚濁液中絮凝有機(jī)或無機(jī)粳粒，含15%?25%季銨基的陽離子淀粉是一種全面、有效的絮凝劑，能使無規(guī)則丙烯從有規(guī)則聚丙烯的分離單元中脫離出來，絮凝效果與相對分子質(zhì)量成正比。其制各一般分兩步進(jìn)行.首先是季胺鹽醚化劑的合 成，然后是淀粉的醚化反應(yīng)。醚化試劑的合成。醚化試劑的研究方法很多。
聚丙烯酰胺陰離子淀粉醚
羧甲基淀粉較早研制成功的陰離子淀粉醚是1924年合成、1940年工業(yè)化的羧甲基淀粉。羧甲基淀粉醚—般是指羧甲基淀粉鈉，簡寫CMC.羧甲基淀粉為白色或淡黃色粉末，無臭無味，具有羧基所固有的螯合、離子交換、多聚陰離子的絮凝所用及酸功能等性質(zhì)。在堿性介質(zhì)中，淀粉與一氯醋酸發(fā)生雙分子親核取代反應(yīng)，― 般認(rèn)為該取代反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生在仲醉基上：StOH + NaOH -StONa+ H20 StONa+CICH2COOH StOCH2 COONa+NaCl+ H2 O在含水介質(zhì)中，一般制得的產(chǎn)品取代度較低，因?yàn)镹aOH與氯乙酸發(fā)生副反應(yīng)：ClCHzCOOH+NaOH―"-HOCH2COOH+NaCI羧甲基淀粉的取代度、黏度與減投加量、氣乙酸投加量、反應(yīng)介質(zhì)、反應(yīng)溫麼及時間等均有關(guān)系。在制備低取代度羧甲基淀粉時，可選擇在含水介質(zhì)中進(jìn)行；要制備商取代度產(chǎn)品時，可在非水介質(zhì)中反應(yīng)。取代度大于0'3的羧甲基淀粉在強(qiáng)酸性溶液中生成沉淀，能與重金屬離子生成不溶性的沉淀，因此可去除污水中的重金展離子。nStOCH2COONa+M"+KStOCHzC(KJ>flM | +nNa 20世紀(jì)60年代后，許多學(xué)者對醚化淀粉產(chǎn)物尤其是陰離子淀粉醚進(jìn)行了許多研究并得到不同的商品絮凝劑。如日本研究淀粉的氨基乙醚衍生物，用于高嶺土礦漿和紫漿的廢水處理；美、 日、法、德國先后對多種銨鹽、吡啶鹽的淀粉醚化物，淀粉與氯甲代氧丙烷以及淀粉與二羥基丙基-三甲胺氯化物的醚化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行研究，制得多種改性絮凝劑用于造紙廠廢水、生活污水、渾濁原水等澄淸。中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所將氛氧化鈉相碳羧鈉在雕溶液中攪拌，加人淀粉成漿后，搏加人溶于醉溶液中的氣乙酸?磙酸鈉，進(jìn)行羧甲甚化反應(yīng)，制得取代度為0. 1?1的不同羧甲基淀酚鈉。
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