一種陰離子型高分子絮凝劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于精細化工領域，涉及一種污水處理絮凝劑，具體涉及一種陰離子型高 分子絮凝劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著工業的發展以及人民生活水平的提高，人們對水的質量要求也越來越高，工 業廢水和城市污水的排放量也越來越多；同時工業廢水污染不僅破壞了生態環境，甚至危 害人體健康;而且水并非是取之不盡，用之不竭的天然資源，它是有限資源。因此，為了防止 因水資源的缺乏給經濟帶來嚴重的后果，人類當今面臨的最嚴峻挑戰之一是保護和凈化已 受污染的水資源。目前國內外普遍使用的一種既經濟又簡單的水處理方法是絮凝沉降法， 在處理過程中絮凝劑能有效除去水中80%~90%的懸浮物和65%~95%的膠體物質，所以 絮凝劑的開發迫在眉睫。
[0003] 目前，國內外絮凝劑的種類不計其數，但是大多數易受到pH值的影響以及耐鹽性 能差，應用受到了一定的限制。一般陰離子型絮凝劑的PH值范圍較寬和抗鹽性能強，同時陰 離子型高分子型絮凝劑在水中因分子內離子型基團間的相互排斥作用而使其分子的伸展 度較大，從而表現出良好的絮凝性能。此類絮凝劑既可用作污水脫水劑，也可用于煉鐵高 爐，鋁工業，紙漿造紙等工業的廢水處理。由于陰離子型高分子絮凝劑的絮凝性能不容易受 到pH值和共存鹽類的影響，因此也常用于礦物懸浮液的沉降分離。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種陰離子型高分子絮凝劑及其制備方法，該絮凝劑具有 合成時間短，產率高，用量少，適用pH值范圍寬及耐鹽性好等優點。
[0005] 為了實現上述目的，本發明是通過下述技術方案來實現：
[0006] -種陰離子高分子絮凝劑，該絮凝劑結構如下：
[0008] 其中，m= 1 ~400 ;n = 1 ~600。
[0009] -種陰離子高分子絮凝劑的制備方法，將去離子水、螯合劑、鏈轉移劑和對丙烯酰 胺苯甲酸鈉加入到反應器中，并調節PH值為5~9后加入丙烯酸乙酯酸鈉，通N 2驅除反應器 中的氧氣，加入引發劑，然后在20°C~60°C下引發聚合反應3~6h，得到透明粘稠共聚物，冷 卻至室溫后洗滌、干燥，得到陰離子型高分子絮凝劑；
[0010] 其中，去離子水占去離子水、對丙烯酰胺苯甲酸鈉與丙烯酸乙酯酸鈉總質量的 25%~50%，丙烯酸乙酯酸鈉與對烯酰胺苯甲酸鈉的物質的量比為（1~5): 1;螯合劑為去 離子水質量的0.1 %~0.2%，引發劑為去離子水質量的0.1 %~1.0%，鏈轉移劑為去離子 水質量的0.1 %~2 %。
[0011] 所述pH值采用質量分數30%~60%氫氧化鈉溶液進行調節。
[0012] 所述通入％的時間為20~40min。
[0013] 所述對丙烯酰胺苯甲酸鈉通過以下方法制得:將對氨基苯甲酸加入到乙酸乙酯中 升溫到30°C~60°C，攪拌使對氨基苯甲酸溶解并加入縛酸劑后滴加丙烯酰氯，滴加時間為 15~50min;待滴加完畢后在30°C~60°C下恒溫反應0.5h~2h，待反應完畢后抽濾除去溶 劑，得到對丙烯酰胺苯甲酸，再用氫氧化鈉溶液中和對烯酰胺苯甲酸得到對丙烯酰胺苯甲 酸鈉;其中，對氨基苯甲酸、丙烯酰氯和縛酸劑的物質的量比為I: (1~2): (0.5~1.5);對丙 烯酰胺苯甲酸與氫氧化鈉的物質的量比為1:1~2。
[0014] 所述的縛酸劑為三乙胺、碳酸鈉或氫氧化鈉。
[0015] 所述丙烯酸乙酯酸鈉是通過以下方法制得:將乙醇酸加入到乙醚中升溫至20°C~ 40°C攪拌使其充分溶解并加入縛酸劑，然后滴加丙烯酰氯，滴加時間為15~25min，滴加完 畢后在20°C~45°C下恒溫反應Ih~2h;反應完畢后抽濾除去溶劑得到丙烯酸乙酯酸，再用 氫氧化鈉中和得到丙烯酸乙酯酸鈉;其中，乙醇酸、丙烯酰氯和縛酸劑的物質的量比為1:(1 ~2) :(0.8~1.5);丙烯酸乙酯酸與氫氧化鈉的物質的量比為1:1~2。
[0016]所述縛酸劑為三乙胺、氫氧化鈉或氫氧化鉀。
[0017]所述螯合劑為乙二胺四乙酸、乙酰丙酮或焦磷酸鈉。
[0018] 所述鏈轉移劑為異丙醇或甲酸鈉;所述引發劑為溴酸鉀、亞硫酸鉀、過硫酸鉀、過 硫酸鈉中的一種或多種或偶氮二異丁腈;洗滌具體是采用體積比為(2~4): 1的乙醇、石油 醚的混合物洗滌2~3次。
[0019] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明通過酰氯的胺解反應、醇解反 應、共聚反應制得一種陰離子型絮凝劑，該類絮凝劑含有極性基團酯基和酰胺基具有絮凝 作用。對丙烯酰胺苯甲酸鈉中有酰胺基團能與污水中的懸浮物發生吸附架橋作用，增大絮 體礬花的尺寸，有利于其快速沉降而達到絮凝作用，羧酸基團屬于親水基團增加了水溶性， 同時羧酸基團帶有負電，通過電中和使高分子鏈與多個膠體顆粒以化學鍵相結合有利于絮 凝劑分子鏈的伸展，提高其網捕能力，所以對丙烯酰胺苯甲酸鈉屬于陰離子絮凝劑。丙烯酸 乙酯酸鈉中含有極性基團酯基能在污水中形成氫鍵從而具有吸附作用，同時含有陰離子羧 基能和污水中的膠體顆粒結合達到沉降效果。對丙烯酰胺苯甲酸鈉與丙烯酸乙酯酸鈉共聚 和后較一般單一性絮凝劑具有用量少，絮凝快，適用的PH值范圍寬及耐鹽性好等優點。絮凝 性能實驗結果表明：油田廢水經本發明的陰離子高分子絮凝劑處理后，色度殘余率達 18.14%，C0D去除率83.74%，濁度去除率為88.09%，表明絮凝性能良好。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的合成路線圖。
[0021]圖2為對丙烯酰胺苯甲酸鈉制備工藝流程圖。
[0022]圖3為丙烯酸乙酯酸鈉制備工藝流程圖。
[0023]圖4為本發明陰離子絮凝劑制備工藝流程圖。
[0024]圖5為乙醇酸的紅外光譜圖。
[0025]圖6為丙烯酸乙酯酸鈉的紅外光譜圖。
[0026] 圖7對氨基苯甲酸的紅外光譜圖。
[0027] 圖8為對丙烯酰胺苯甲酸鈉的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0028] 下面通過具體實施例進一步說明本發明實施方式，但并不用于限制本發明的實施 范圍。
[0029] 本發明陰離子型高分子絮凝劑的結構式如下：
[0031] 其中，m= 1 ~400 ;n = 1 ~600。
[0032] 上述陰離子型高分子絮凝劑制備方法按以下步驟進行：
[0033] 參見圖1，合成方法包括酰胺化反應和共聚反應。
[0034] 1.制備對丙烯酰胺苯甲酸鈉，包括以下步驟，其流程如圖2所示；
[0035] (1)將對氨基苯甲酸加入到溶劑乙酸乙酯中升溫到30~60°C，攪拌使對氨基苯甲 酸充分溶解并加入縛酸劑(三乙胺、氫氧化鈉或碳酸鈉中的一種），緩慢滴加丙烯酰氯，滴加 時間為15~50min;待滴加完畢后升溫至30~60°C恒溫反應0.5h~2h，反應完畢后抽濾除去 溶劑，得到對丙烯酰胺苯甲酸;其中，對氨基苯甲酸、丙烯酰氯和縛酸劑的物質的量比為1: (1~2):(0.5~1.5)。
[0036] (2)將步驟（1)得到的對丙烯酰胺苯甲酸用氫氧化鈉溶液中和得到對丙烯酰胺苯 甲酸鈉，用乙醇純結晶后得到對烯酰胺苯甲酸酸;其中，對丙烯酰胺苯甲酸與氫氧化鈉的物 質的量比為1:1~2。
[0037] 2.制備丙烯酸乙酯酸鈉，包括以下步驟，其流程如圖3所示；
[0038] (1)將乙醇酸加入到溶劑乙醚中升溫至20~40°C攪拌使其充分溶解并加入縛酸劑 (三乙胺、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的一種），