阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展

阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展郑怀礼，寿倩影，李香，周于皓，刘冰枝，赵传靓，姜嘉贤（重庆大学城市建设与环境工程学院，重庆400045）［摘要］综述了近年来阳离子聚丙烯酰胺的聚合与应用研究进展，主要阐述了反相乳液聚合、双水相聚合、紫外光引发聚合以及模板聚合等聚合方法，介绍了阳离子聚丙烯酰胺在工业水处理、城市污废水处理、污泥脱水以及造纸工业中的应用，并对阳离子聚丙烯酰胺未来的发展趋势与研究方向进行了展望，为阳离子聚丙烯酰胺的进一步研究提供参考依据。［关键词］阳离子聚丙烯酰胺；聚合；工业水处理［中图分类号］Ｘ703［文献标识码］A［文章编号］1005－829Ｘ（2016）12－0012－04ResearchprogressinthepoＩymerizationandappＩicationofcationicpoＩyacryＩamideZｈｅｎｇHｕａｉｌｉ，SｈｏｕQｉａｎyｉｎｇ，LｉＸｉａｎｇ，ZｈｏｕＹｕｈａｏ，LｉｕBｉｎｇｚｈｉ，ZｈａｏＣｈｕａｎｌｉａｎｇ，JｉａｎｇJｉａxｉａｎ（SchoolofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，China）Ａbstract：Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｐｏｌyａｃyｌａｍｉｄｅｉｎｒｅｃｅｎｔyｅａｒｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓ，ｓｕｃｈａｓｉｎvｅｒｓｅｅｍｕｌｓｉｏｎｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｑｕｅｏｕｓｔｗｏ-ｐｈａｓｅｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｕｌｔｒａvｉｏｌｅｔｌｉｇｈｔｉｎｉｔｉａｔｅｄｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｔｅｍｐｌａｔｅｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ｅｔｃ．ａｒｅｅxｐｏｕｎｄｅｄｍａｉｎｌy．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｃａｔｉｏｎｉｃｐｏｌyａｃｒyｌａｍｉｄｅｔｏｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｕｒｂａｎｓｅｗａｇｅａｎｄｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｓｌｕｄｇｅｄｅｗａｔｅｒｉｎｇａｎｄｐａｐｅｒ-ｍａｋｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒyａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔｓｆｕｔｕｒｅｄｅvｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｎｄｅｎｃyａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｒｅｐｒｅ-ｄｉｃｔｅｄ，ｐｒｏvｉｄｉｎｇｒｅｆｅｒｅｎｃｅｂａｓｉｓｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｃａｔｉｏｎｉｃｐｏｌyａｃｒyｌａｍｉｄｅ．Keywords：ｃａｔｉｏｎｉｃｐｏｌyａｃｒyｌａｍｉｄｅ；ｐｏｌyｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ；ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ聚丙烯酰胺（ＰAＭ）是一类重要的线性高分子聚合物，其结构单元中存在酰胺基，能通过交联或接枝等作用形成链状或网状结构的各类改性物，在日常生活和工业生产中得到广泛应用〔1－2〕。由于在水溶液中的离解形态不同，ＰAＭ又可分为阳离子型（ＣＰAＭ）、阴离子型（AＰAＭ）、两性离子型与非离子型（NＰAＭ）〔3〕，其中阳离子聚丙烯酰胺（ＣＰAＭ）具有正电荷密度高、分子质量高、易于溶解等优点，能够与多种物质亲和、吸附而形成氢键，具有除浊、脱色、吸附、过滤、净化等多种功能，因而广泛应用于工业水处理、城市污废水处理、污泥脱水、石油废水与纺织废水处理以及造纸工业中。ＣＰAＭ的性质与其聚合方法密切相关。目前，除了应用较多的水溶液聚合法以外，研究较热的聚合方法有反相乳液聚合、双水相聚合、紫外光引发聚合以及模板聚合等。笔者将重点介绍这几种聚合方法的研究进展，并介绍其在工业水处理、城市污废水处理、污泥脱水及造纸工业中的应用，最后对其未来的研究方向作出展望。1ＣＰAＭ的聚合方法1．1反相乳液聚合法反相乳液聚合是将水溶性单体（常溶于水中）借助油包水（Ｗ/O）型乳化剂分散于非极性液体中，形成Ｗ/O型乳液而进行聚合，可采用油溶性或水溶性的引发剂形成反相聚合物胶乳〔4〕。这种聚合方法反应速度快、溶解性强，所得聚合产物不仅固含量较高，还具有较高的质量分数，且质量分数分布范围集中。郑怀礼等〔5〕采用反相乳液聚合法，在Sｐａｎ80－Ｔｗｅｅｎ80复合乳化剂的作用下，将丙烯酰胺（AＭ）和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAＣ）单体聚合得到高分子质量的ＣＰAＭ。结果表明：在油水体积比为1∶1．6、乳化剂用量为30%、单体用量为30%、阳离子度为60%、引发剂用量为0．15%的条件下，聚合得到的ＣＰAＭ具有较大的黏度与良好的稳定性和溶解性。潘岳等〔6〕采用反相乳液聚合法制备了阳离子型AＭ/［基金项目］国家自然科学基金项目（21177