共聚物的生產工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于吸附材料技術領域，涉及吸附材料的生產，尤其是一種共聚物的生產工藝。
【背景技術】
[0002]隨著工業的發展和社會的進步，污染物的排放日趨嚴重，導致人類賴以生存的自然水體、土壤的污染頻發。重金屬作為其中一類污染物質，由于其具有較大的毒性而對生態環境及人類危害極大:它不僅對水生生物構成威脅，并且能通過食物鏈累積到較高的毒性，最終危害人體的健康。例如，日本在上世紀60?70年代曾出現由汞污染引起的水俁病和鎘污染引起的骨痛病事件。因此，開展重金屬污染物的處理研究具有著重要的現實意義。
[0003]重金屬廢水處理技術主要包括化學法(例如，化學沉淀、氧化還原、鐵氧體法等)、生物法、蒸發濃縮、電解法、離子交換法、吸附法以及膜分離法等。其中化學沉淀法因投資省、運行成本低等原因應用最為廣泛，但重金屬污染物的處理深度偏低，出水水質受原廢水水質波動、PH控制、沉淀時間、攪拌條件等因素影響，波動性較大，易出現超標現象；蒸發濃縮、電解法等深度赴理技術雖在處理效果上有較好表現，但在設備投資及處理成本上仍然偏高，難以實現大規模推廣應用；混凝、生物處理、氧化還原等往往達不到重金屬廢水排放標準；反滲透、超濾、納濾等膜分離技術總體處理效果較好，但對運行條件要求較高，出水和回用率不穩定，投資與操作成本偏高。而吸附法因其成本低廉、方法簡便易行受到環境界研究人員的重視。目前，常用的吸附劑主要有活性炭、沸石、離子樹脂和螯合樹脂等，而采用共聚法制備吸附劑的研究相對較少。
[0004]中國專利ZL 200580014128公布了主要由N-乙烯基甲酰胺組成的聚合物的化學生產工藝，專利02825372.8公開了一種采用化學方法制備的聚乙烯醇一共一聚(N-乙烯基甲酰胺)共聚物作為噴墨記錄的介質體系，鄭慶鋒等人(2004年，水處理技術，《新型螯合纖維對重金屬離子吸附性能的研究》)報道了 N-乙烯基甲酰胺/丙烯晴共聚物的化學制備過程及其對重金屬的吸附；袁漢江等人(2006年，安徽工程科技學院學報，NVF/DMAM的共聚反應和相應共聚物的玻璃化溫度(NVF-體系的共聚反應及其共聚物性能……IV))報道了N-乙烯基甲酰胺與甲基丙烯酸縮水甘油酯進行不同摩爾配比的化學泫共聚反應。
[0005]但上述方法為化學聚合法，其制備過程往往需要添加引發劑、交聯劑，從而導致制備的高分子共聚物純度下降。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為克服目前生產共聚物的化學聚合法需要添加引發劑和交聯劑，導致制得的共聚物純度較低的缺點。
[0007]為實現上述發明目的，本發明的技術方案如下:
提供一種共聚物的生產工藝，，包括以下步驟:
(I)將N-乙烯基甲酰胺單體、丙烯酸羥乙酯單體和水混合均勻，其中，N-乙烯基甲酰胺單體與丙烯酸羥乙酯單體的體積比為1:1-1:9 ;
(2)充入保護氣體，在_63°C?_95°C溫度下，采用高能射線輻照聚合，所述高能射線為Y射線或電子束，福照聚合的福射劑量為1X103?lX106Gy。
[0008]所述Y射線為6°Co_ Y射線或137Cs_ Y射線。
[0009]所述N-乙烯基甲酰胺和丙烯酸羥乙酯之和與水的體積比為1:6-2:3。
[0010]所述保護氣體為氮氣。
[0011]所述混合均勻的混合物經過超聲波處理，并且充入保護氣體隔絕氧氣。
[0012]本發明采用輻射技術制備共聚物，無需添加引發劑、交聯劑，未引入其他雜質，保證了共聚物的純凈，且生產工藝簡單，易于操作，生產成本相對較低。通過本發明得到的共聚物具有較好的孔結構，含有可吸附重金屬離子的功能基團，對Cr3+、Cd2\ Cu2+和C02+離子的吸附容量高，可有效吸附、螯合重金屬離子；振蕩處理吸附過程中具有一定的機械強度，使用壽命長。
【具體實施方式】
[0013]按下列步驟制備共聚物:
(1)分別稱取一定量的N-乙烯基甲酰胺單體(簡稱NVF)和一定量的丙烯酸羥乙酯單體(簡稱HEA)依次加入去離子水中，混合，超聲波處理15min，得到單體混合液。
[0014](2)向單體混合液中充入氮氣，除去氧氣。
[0015](3)可以通過宜接加入冷凍劑的方式(例如液氮)控制溫度為_63°C?-95°C，采用高能射線輻照，具體可選6°Co_Y射線、137Cs-y射線或電子束，其輻射劑量為1X103?lX106Gy，制得共聚物。
[0016](4)解凍后，將共聚物切成0.5cmX0.5cmX0.5cm的小塊放在三角瓶中多次洗滌，充分吸水膨脹后，在40°C溫度下烘干得到共聚物干燥產物。
[0017]共聚物對重金屬離子吸附容量的測定:
首先，稱取4份共聚物干燥產物，每份重0.lg，分別置于100ml三角瓶中；然后分別加入50ml濃度為lg/L的Cr3+、Cd2+、Cu2+和C02+的單一溶液，將三角瓶置于恒溫振蕩器中，在25 °C下進行恒溫吸附。
[0018]分別測定每個重金屬離子溶液吸附前和吸附48h后的濃度，測量方法為稀釋后使用原子吸收法。通過吸附前后離子的濃度差，計算出該共聚物對各個離子的吸附容量。
[0019]下面結合具體實施例進行進一步說明。
[0020]實施例1
單體混合液配比:NVF與HEA的體積比為1:3，水與NVF和HEA總體積的比為7:3: 輻射聚合工藝:在_78°C溫度下，采用6°Co-y高能射線，控制輻射劑量為lX105Gy。
[0021]采用掃描電鏡對產物進行分析，該產物具有較好的孔結構。采用電子直線加速器產生的電子束輻射得到的結果相同。
[0022]實施例2
單體混合液配比:NVF與HEA的體積比為2:5，水與NVF和HEA總體積的比為6:1 ;輻射聚合工藝:在_78°C溫度下，采用137Cs-y高能射線，控制輻射劑量為lX104Gy。
[0023]共聚物干燥產物對Cr3+、Cd2+、Cu2+和C02+四種金屬離子的吸附容量分別為:212mg/g、153mg/g、101mg/g、70mg/go
[0024]實施例3
單體混合液配比=NVF與HEA的體積比為1:9，水與NVF和HEA總體積的比為3:2: 輻射聚合工藝:在_95°C溫度下，采用6°Co-y高能射線，控制輻射劑量為lX103Gy。
[0025]共聚物干燥產物對Cr' Cd' Cu2+和CO2+四種金屬離子的吸附容量分別為:200mg / g、156mg/g、86mg/g、68mg/g。
[0026]實施例4
單體混合液配比=NVF與HEA的體積比為2:3，水與NVF和HEA總體積的比為5:2: 輻射聚合工藝:在_63°C溫度下，采用137Cs-Y高能射線，控制輻射劑量為lX106Gy。
[0027]共聚物干燥產物對Cr' Cd' Cu2+和CO2+四種金屬離子的吸附容量分別為:211mg / g、165mg/g、101mg/g、66mg/go
【主權項】
1.一種共聚物的生產工藝，其特征在于包括以下步驟: (1)將N-乙烯基甲酰胺單體、丙烯酸羥乙酯單體和水混合均勻，其中，N-乙烯基甲酰胺單體與丙烯酸羥乙酯單體的體積比為1:1-1:9 ; (2)充入保護氣體，在_63°C?_95°C溫度下，采用高能射線輻照聚合，所述高能射線為Y射線或電子束，福照聚合的福射劑量為1X103?lX106Gy。2.按權利要求1所述的共聚物的生產工藝，其特征在于:所述Y射線為6°Co-Y射線或137Cs-y射線。3.按權利要求1、2任意一項所述的共聚物的生產工藝，其特征在于:所述N-乙烯基甲酰胺和丙烯酸羥乙酯之和與水的體積比為1:6-2:3。4.按權利要求1、2任意一項所述的共聚物的生產工藝，其特征在于:所述保護氣體為氮氣。5.按權利要求1、2任意一項所述的共聚物的生產工藝，其特征在于:所述混合均勻的混合物經過超聲波處理，并且充入保護氣體隔絕氧氣。
【專利摘要】本發明涉及一種共聚物的生產工藝，包括以下步驟：將N-乙烯基甲酰胺單體、丙烯酸羥乙酯單體和水混合均勻，其中，N-乙烯基甲酰胺單體與丙烯酸羥乙酯單體的體積比為1∶1～1∶9；然后充入保護氣體，在-63℃～-95℃溫度下，采用高能射線輻照聚合。本發明還涉及通過該生產工藝得到的共聚物，該共聚物具有較好的孔結構，含有可吸附重金屬離子的功能基團，對Cr3+、Cd2+、Cu2+和C02++離子的吸附容量高；并且具有一定的機械強度，使用壽命長。此外，本發明的生產工藝無需添加引發劑、交聯劑，保證了共聚物的純凈，且生產工藝簡單，易于操作，生產成本相對較低。
【IPC分類】B01J20/30, C08F226/02, B01J20/26, C08F220/28, C08F2/54, C08F2/46
【公開號】CN105315401
【申請號】CN201410311810
【發明人】嚴興揚
【申請人】嚴興揚
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2014年7月3日