阳离子型絮凝剂PDA合成现状及发展前景

阳离子型絮凝剂PDA合成现状及发展前景孙海洋（山东东昌精细化工科技有限公司山东东营257091）摘要:随着现代社会对环境的要求越来越高，各种废水的处理成为人们关注的问题，阳离子型有机高分子絮凝剂PDA则具有低成本、高效率、易操作的优点，很好的处理各种废水，因而备受关注，PDA的合成主要有水溶液合成法，反向乳液合成法，水溶液分散及悬浮聚合等。关键词：阳离子絮凝剂PDA合成方法应用前景1引言随着社会的进步与发展，人类对环境造成的污染日趋严重，因此各种生活废水、工业废水的处理成为人们关心的问题。现在处理废水的方法有很多种，如：生态离子交换法、吸附法、化学氧化法、絮凝沉降法等，其中絮凝沉降法成本较低，而且效率高、易操作而受到广泛的关注。高分子絮凝剂是具有高分子量，能促进胶体微粒及其悬浮颗粒凝聚成无定形絮凝状物沉降下来的制剂。有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比具有用量少、絮凝速度快，受共存盐类、PH值及温度影响小，生成污泥少，并且容易处理等优点。因而有着广泛的应用前景，目前使用的有机高分子絮凝剂主要有合成和改性两种。70年代一来，欧美等发达国家结合本国的天然高分子资源，重视化学改性的有机高分子絮凝剂的研制。在讨论絮凝剂机理的基础之上，开发新型高效多功能的有机高分子絮凝剂已经成为国内外共同学者关心的课题。国外已有兼备絮凝，缓蚀，阻垢，杀菌等多功能的水处理剂，如聚季噻嗪、聚吡啶和聚喹啉季铵衍生物。聚二甲基二稀丙基氯化铵─丙烯酰胺共聚物（PDMDAAC─AM）即PDA，属阳离子型高分子化合物，用于水处理能获得比目前较常用的无机高分子絮凝剂PAC有更好的处理效果。可以单独使用，也可与无机絮凝剂混合使用。2阳离子型絮凝剂PDA合成PDA的合成主要有水溶液合成法，反向乳液合成法，水溶液分散及悬浮聚合等。2.1水溶液聚合法PDA的水溶液聚合法是在DMDAAC和AM都溶于水中，排除系统内氧气后，在合适的反应温度下，加入1~5‰的引发剂聚合的反应。反应完成后得到透明胶状物，加水搅拌可得PDA水溶液。此法有一次投料与分部滴加两种合成方法。水溶液聚合工艺相对简单，操作方便，产品可以直接在反应后期加水稀释使用，省去沉降、干燥等程序，大大降低生产成本不需溶解，没有化学污染，属于环境友好型合成方法，因此在生产中广泛采用此方法。国内外学着对此方法的研究主要是在引发体系的选择，温度控制，单体浓度，需要的助剂等因素对产品性能提高做研究。此法也存在引发效率不高，聚合难于控制，聚合物相对分子量分布宽等缺点。2.2反向乳液合成法反相乳液聚合是高聚物合成的重要方法，可以在保持高的反应速率的同时，获得高分子量的产物，反应体系为分散体系易于传热，便于实现连续化操作。该法采用非极性溶剂作为连续相，聚合物单体溶于水中，然后借助于乳化剂将单体DMDAAC和AM分散在油相中，形成油包水（W/O）型乳液进行聚合，此法具有聚合速率高，产物相对分子质量高，相对分子质量分布窄，反应易于控制等优点。国内外学着对此方法的研究主要是在引发体系的选择，稳定乳化体系选择，及单体浓度等因素对产品性能提高做研究。此法聚合时大量使用了有机溶剂和表面活性剂，存在有机相回收困难，操作繁琐，成本高并且可能引起二次污染等缺点。2.3水分散发合成PDA水分散聚合技术同样也是一种环境友好型制备阳离子絮凝剂PDA的新方法，是近年来国际高分子界研究的热点之一。其具体的操作是将水溶性聚合物在分散剂的作用下分散到水性介质中，从而获得稳定的分散体系。其聚合方式可以看作是一种沉降聚合，该方法制备的聚合物粒子细小而均匀，分子量和水溶性易于调节。将DMDAAC和AM都溶于去离子水中，加入分散剂和无机盐溶解，排除系统内氧气后，在合适的反应温度下，加入1~5‰的引发剂聚合的反应。反应完成后最终得到乳白色平滑乳液，产品具有良好的流动性和稳定性。反应液使用乙醇:水=1:1反复沉降产品，产品在80℃下烘干12小时即可得到固体粉末。为制备更加稳定、均匀的产品，国内外学着对此法的研究集中在分散剂如何的选择和合适的用量，还有无机盐种类和其溶液的浓度的选择。3阳离子型絮凝剂PDA发展前景阳离子型絮凝剂PDA与其他阳离子型聚丙烯酰胺电解质相比较，其结构上具有大分子链上带有正电荷密度高，水溶性好，高效，无毒，阳离子结构单元稳定，pH使用范围广，相对分子质量易于控制等有点，可以广泛应用于油田、造纸、纺织、日化、污水处理等其余领域。目前国内阳离子型絮凝剂PDA的研制、生产和使用都处于刚刚起步阶段，技术力量依据薄弱。国内PDA技术虽然已经实现的工业化生产，但是产品性能和应用范围与国外技术存在很大的差距，与国外相比有较大的差距，具体表现在：1）系列化水平低，专用品种较少；2）产量低，未形成经济规模，某些国外工业化的品种，国内质量难达标；3）工艺设备和单体生产规模落后