一種陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑及其制備方法，屬于高分子合成技術 領域。
【背景技術】
[0002] 進入新世紀，世界化學和化工學科的發展方向發生了重大的革命性的變革，其標 志就是"綠色化學"概念的提出。根據P.T.Anastas等的定義，綠色化學就是用化學的技術 和方法，從根本上減少或消滅那些對人類健康或環境有害的原料、產物、副產物、溶劑和試 劑等的產生和應用。所謂綠色技術是指在綠色化學基礎上發展起來的技術，是一門全新的 從源頭上徹底阻止污染的化學技術。它可將污染控制在一定水平，即在化學品的制造和應 用中降低和消除有毒有害物質。它除了需要我們在過程末端控制廢物外，還要求我們在化 學品的生產過程中產生更少的廢物甚至零排放。設計符合戰略的緩蝕劑生產條件、路徑， 已成為我們自然科學工作者研究的重點方向，綠色化學的目標就是要實現產品和工藝的低 毒、高效和無污染，創造一個優良的循環經濟型社會。作為環境友好型緩蝕劑，它應有以下 特點：不僅要求其最終的產品對環境無毒、無害，而且在緩蝕劑的合成制備及使用過程中也 應該盡量減少對環境的影響并降低生產成本，這里面包括合成原料的選擇、工藝條件的優 化以及使用過程中采用復配增效技術。從可持續發展戰略出發，根據綠色化學的概念，綠色 化無疑是21世紀緩蝕劑發展的中心戰略。緩蝕劑產品的綠色化，緩蝕劑生產用原材料和轉 化試劑的綠色化，緩蝕劑生產反應方式的綠色化，緩蝕劑生產反應條件的綠色化已經成為 自然科學的學科前沿和重點研究開發方向。
[0003] 有機胺類在酸性溶液中對鐵有很好的緩蝕效果，這是由于胺中氮帶有正電荷，因 而被靜電吸引到陰極部分并覆蓋于其上，以抑制氫離子放電。胺類物質中，有的N原子具有 非共價電子對（在酸性溶液中結合的電子對），在酸性溶液中，它和負離子配位，成為R 3N : H+-R3N=H+形式的含正電荷的離子，受到靜電作用吸引到局部陰極上，從而覆蓋的這一部分， 該劑最大優點是毒性低。酸化壓裂后含緩蝕劑的殘酸排入海洋和淡水水域不會對環境造成 危害，并且緩蝕效果較好。
【發明內容】
[0004] 本發明旨在提供一種陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑及其制備方法，成本低廉、安全 環保，適用于工業廢水、鋼鐵廠廢水、電鍍廠廢水、冶金廢水、洗煤廢水等污水處理。
[0005] 本發明提供了一種陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑，其特征在于：由丙烯酰胺與不飽 和酸于水溶液中，采用氧化還原體系，在鏈轉移劑的作用下聚合而成；其中，丙烯酰胺與不 飽和酸的質量比為1:(2. 9-3. 2)。
[0006] 進一步地，所述原料的重量配比為：
[0007] 丙烯酰胺：30~35份
[0008] 不飽和羧酸：90~100份
[0009] 鏈轉移劑：0? 2~0? 5份
[0010] 還原劑：0.2~0.5份
[0011] 氧化劑：0.8~1.0份。
[0012] 上述方案中，所述不飽和酸包括丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、馬來酸酐中的一種 或幾種。
[0013] 上述方案中，所述氧化劑包括雙氧水、過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉中的一種或 幾種，氧化劑用量為丙烯酰胺與不飽和酸總重量的〇. 6% -0. 8%。
[0014] 上述方案中，所述還原劑包括抗壞血酸、吊白塊、亞硫酸氫鈉、次磷酸鈉、維生素C 中的一種或幾種，還原劑的用量為丙烯酰胺與不飽和酸總重量的〇. 2% -0. 3%。
[0015] 上述方案中，所述鏈轉移劑包括巰基乙酸、巰基丙酸、甲基丙烯磺酸鈉、異丙醇中 的一種或幾種。
[0016] 本發明提供了一種陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：
[0017] (1)將丙烯酰胺、不飽和羧酸溶于去離子水中配制成重量比為30%~40%的混合 液備用，為A液；
[0018] (2)將鏈轉移劑、還原劑溶于去離子水中配制成重量比為1. 0%~2. 0%的混合液 備用，為B液；
[0019] (3)先向反應釜內加入去離子水及氧化劑，配制成重量比為0. 16 %~0. 25 %的氧 化劑溶液，攪拌使其均勻，升溫至50~55°C;
[0020] (4)滴加A、B液，A液滴加時間為2. 5h~3h，B液滴加時間為3. 2~3. 5h，滴加時 保持反應體系的溶液溫度為50~55°C，滴加之后繼續保溫Ih~I. 5h;
[0021] (5)將反應體系溫度降溫到40°C以下，即可得到陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑。
[0022] 進一步地，上述制備方法包括以下步驟：
[0023] (1)將丙烯酰胺30~35重量份，不飽和羧酸90~100重量份溶于去離子水中配 制成重量比為30 %~40 %的混合液300~400重量份，備用，為A液；
[0024] (2)將鏈轉移劑0. 2~0. 5重量份，還原劑0. 2~0. 5重量份溶于去離子水中配制 成重量比為1. 0%~2. 0%的混合液30~50重量份，備用，為B液；
[0025] (3)先向反應釜內加入去離子水400~500重量份及氧化劑0. 8~I. 0重量份，攪 拌使其均勻，升溫至50~55°C;
[0026] (4)滴加A、B液，A液滴加時間為2. 5h~3h，B液滴加時間為3. 2~3. 5h，滴加時 保持反應體系的溶液溫度為50~55°C，滴加之后繼續保溫Ih~I. 5h;
[0027] (5)將反應體系溫度降溫到40°C以下，即可得到陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑。
[0028] 本發明通過調節氧化還原引發劑的用量和比例來調節緩蝕劑的分子量大小與主 鏈長度，使合成出來的緩蝕劑應用面更廣。
[0029] 本發明工藝簡單，所用原材料易得，易于實現工業化生產，且原材料和生產過程對 環境無污染，適于推廣應用。本發明所得陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑適用于工業廢水、鋼鐵 廠廢水、電鍍廠廢水、冶金廢水、洗煤廢水等污水處理。
【具體實施方式】
[0030] 下面通過實施例來進一步說明本發明，但不局限于以下實施例。
[0031] 實施例I:陰離子型聚丙烯酰胺緩蝕劑的制備方法
[0032] 本實施例選取以下原料：
[0033]
[0034] 具體制備步驟為：
[0035] (1)配制A溶液：A溶液是由丙烯酸90g、丙烯酰胺30g和去離子水250g制成；（2) 配制B溶液：B溶液是由巰基丙酸0. 2g、維生素CO. 3g、去離子水35g制成；（3)在裝有攪拌 機、蠕動栗的四口燒瓶中裝入去離子水400g然后升溫到50°C然后加入雙氧水0.8g，攪拌并 升溫至55 °C后開始用蠕動栗滴加A溶液和B溶液。（4)A溶液滴加時間為3小時，B溶液滴 加時間為3. 5小時，滴加完畢后在55°C下保溫1小時，然后降溫到40°C以下，即得到陰離子 型聚丙烯酰胺緩蝕劑甲。
[0036] 實施例2
[0037] 本實施例選取以下原料：
[0038]
[0039] 具體制備步驟為：
[0040] (1)配制A溶液：A溶液是由丙烯酸90g、甲基丙烯酸87.Og和去離子水250g制成； (2)配