聚脒的溶液聚合方法研究

第28卷第l0期2008年10月工业水处理IndustrialWaterTreatmentV01．28No．10Oct．，2008聚脒的溶液聚合方法研究王宗廷．张云山(中国石油大学化学化X-学院，山东东营257061)[摘要]聚脒是一种新型的高密度阳离子聚合物。研究了以Ⅳ一乙烯基胺(NVF)和丙烯腈(AN)为原料，在水溶液中合成聚脒的工艺。并从黏度、电荷密度、絮凝效果3个方面考察了产品性能，优化了聚脒的合成条件，优化的聚合工艺条件为：n(NVF)：n(AN)=1：1，聚合温度45℃，聚合时间4h，引发剂用量为0．2％，脒化温度100℃，脒化时间为4h．(HC1)：n(NVF)=2：I。并对聚脒用红外光谱和紫外光谱进行了表征。[关键词]聚脒；水溶液聚合物；絮凝[中图分类号]TQ314．253[文献标识码]A[文章编号】1005—829X(2008)10—0065一o4StudyontheaqueoussolutionpolymerizationofpolyamidineWangZongting，ZhangYunshan(SchoolofChemistryandChemicalEngineering，ChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，China)Abstract：ThetechnicalconditionsforpolyamidinethroughaqueoussolutionpolymerizationofN-vinylcompound(NVF)withacrylnitrile(AN)havebeenoptimizedintermsofthepropertiesofcolloidalequivalentvalue，viscosityandflocculatingeffect．TheoptimizedconditionsforthesynthesisarethatthemolarratioofNVFandANis1：1inwater，themolarratioofinitiatortomonomersis0．2％，thecopolymerizationreactionisproceededbystirringf0r4hat45oC．TheoptimizedtechniqueforamidinizationisthatthemolarratioofhydrogenchlorideandNVFis2：1andstirringfor4hat100℃．ThestructureofthepolyamidineischaracterizedbyYI'-IRandUV．Keywords：polyamidine；solutionpolymerization；flocculation聚脒具有很好的絮凝效果。其可用于处理其他阳离子聚合物不易处理的有机污水和污泥口]。聚脒作为聚乙烯胺的衍生物，除了具有聚乙烯胺的性能之外，还有毒性低、电荷密度高等特点。此外，聚脒良好的物理化学性能在造纸行业也具有巨大的应用潜力【。笔者对聚脒的溶液合成方法以及合成条件的优化作了研究。1实验1．1实验原料和仪器原料：Ⅳ一乙烯基甲酰胺(NVF)，丙烯腈(AN)，2，2’一偶氮(2一脒基丙烷二氢氯化物)(v5o)，以及丙酮、盐酸，皆为分析纯。仪器：电子天平FA2004，一列二孔电热恒温水浴锅，Spectrum1肌R，752型紫外光栅分光光度计，UV3000紫外分光光度计，ZK一82A真空干燥箱等。1．2聚脒的合成向四口烧瓶中加入NVF和AN的混合物和去离子水，加热到一定温度，加入一定量的V50引发剂水溶液．一定温度下反应一定时间。向四口烧瓶中加入去离子水和一定量的盐酸，脒化一定时间。把反应液倒人烧杯中，冷却后加入适量丙酮。把聚脒从水溶液中析出。真空干燥，得到固态聚脒混合物。粉碎，得到产品。反应式如下：Ol1H￡一CH—NH—C—H+H，C==CH-CN——cH广fcH厂icfc{cfH卜CNNHzCNNH2CN__∈CH—C}}CH2一CH*CHz—CH*C一CH*CH2一CH＼／1＼／C~-NCNN—CJJNH2NH21．3产品性能的测定(1)比浓黏度的测定。把聚脒配制成一定浓度的水溶液．采用乌氏黏度计测定其比浓黏度。(2)电荷密度的测定[3]。采用胶体滴定法。(3)聚脒结构的确定。将合成产品在真空干燥一65—产品开发工业水处理2008—10，28(10)箱中干燥24h，用红外光谱仪测定其红外光谱。采用紫外分光光度计测定合成的中间产物及聚脒的紫外光谱。其中，中间产物采用二甲亚砜做溶剂，参比液为二甲亚砜：聚脒用去离子水做溶剂，参比液为去离子水。(4)絮凝性能测试。通过测定投加产品前后水样中浊度的变化来确定产品的絮凝性能。浊度的测定