交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法
【專利摘要】本發明涉及一種交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法。先將玉米淀粉首先與陰離子酯化交聯劑進行酯化交聯，然后用陽離子醚化試劑3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨反應得到的雙變性淀粉印染廢水處理劑；所述陰離子酯化交聯劑為乙酸酐與己二酸制成的混酐。該方法制得的醋酸酯陽離子雙變性淀粉陽離子基團在水中完全電離，正電荷密度高，能捕捉帶負電荷的懸浮粒子，而陰離子基團又可促進無機懸浮物的沉降，起架橋助凝的作用，兩種基團發揮不同的吸附絮凝性能，相輔相成，得到理想的絮凝脫色效果。
【專利說明】交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，屬于化工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟的快速發展，環境污染問題日益嚴重，其中大氣治理、水源保護正成為人們關注的焦點。水污染包括工業廢水和生活廢水污染兩種，在工業廢水中，紡織工業、紙漿工業的廢水占有相當大的比例，印染行業年排放廢水約在30億噸左右。印染廢水屬高濃度、有毒有害、難降解的有機廢水，含有殘余染料、染色助劑、酸堿以及某些重金屬，其中殘余染料及助劑構成了廢水中有機物的主要成分，并使廢水帶有特殊的顏色，因此，如何使印染廢水脫色成為當前待處理的重要問題，脫色方法的研究也成為印染廢水處理的重要課題。
[0003]長期以來，混凝法具有投資費用低、設備占地少、處理容量大、脫色率高等優點，現在仍是我國中小型印染企業普遍采用的廢水處理方法。選擇高效的絮凝劑和有效的混凝脫色工藝是該技術的關鍵，以聚丙烯酰胺PAM為主的合成高分子是當今印染廢水脫色主要絮凝劑，但是合成高分子絮凝劑的毒性問題、難降解問題已日益受到關注，天然高分子絮凝劑的優越性也逐漸受到青睞。20世紀90年代以來，世界范圍內出現對天然高分子絮凝劑研究開發的新興趣，淀粉衍生物、植物膠改性水處理劑、微生物絮凝劑以及甲殼素衍生物等研究領域都逐漸成為新的研究熱點，天然高分子化合物改性得到的水處理劑，在這方面顯現出不可比擬的優點，它對環境無毒無害，且處理殘渣易被生物降解，不會對環境造成二次污染。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，該方法制得的交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理，在絮凝的同時具有較強的脫色能力，在處理印染廢水時更具有絮體大、分離快、較高的吸附容量等優點。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:一種交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，將玉米淀粉首先與陰離子酯化交聯劑(醋酐、己二酸混酐)進行酯化交聯，然后用陽離子醚化試劑3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨反應得到的雙變性淀粉印染廢水處理劑。
[0006]所述陰離子酯化交聯劑由乙酸酐與己二酸混酐混合制成。
[0007]一種交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法的優選方案為，稱取一定量的玉米淀粉，加入去離子水，升溫至40°C~50°C，以NaOH溶液調PH值至7~9范圍內，加入自制酯化交聯劑(乙酸酐與己二酸混酐)，保溫反應I~3小時，將產物倒入去離子水中，靜置3小時，去除上層清液，洗滌至中性，脫水，放入烘箱在55°C下烘20小時得交聯醋酸酯淀粉；
然后稱取交聯醋酸酯淀粉，加入去離子水，以NaOH溶液調節體系pH值為9~11，加熱使反應體系升溫至40°C~50°C，邊攪拌邊加入3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨醚化劑與NaOH的混合液，反應時間4一 IOh,反應結束后用稀HCl調至pH值等于7，過濾，用乙醇/水混合溶液反復洗滌、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分樣篩過篩。
[0008]所述酯化交聯劑:將乙酸酐與己二酸按質量比10~20:1的比例混合，用磁力攪拌器在20~35°C度攪拌10~20min后靜置即可得到無色透明的酯化交聯劑混酐。
[0009]NaOH溶液濃度為5~20%。
[0010]淀粉、去離子水浴比等于200~1000g/L。
[0011]酯化交聯試劑混酐與玉米淀粉的投料質量比為:0.1~0.4:100 陽離子醚化劑與交聯醋酸酯淀粉的投料質量比為:5~20:100
優選方案為:稱取一定量的玉米淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，升溫至45°C，以10%Na0H溶液調PH值至8左右，滴加淀粉質量0.2%的自制酯化交聯劑(乙酸酐與己二酸混酐)，反應時保持PH值為8，保溫反應1.5h，將產物倒入去兩倍量離子水中，靜置3小時，去除上層清液，洗滌至中性，脫水，放入烘箱在55°C下烘20小時得交聯醋酸酯淀粉。
[0012]稱取交聯醋酸酯淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，以10%Na0H溶液調節體系pH值為11，加熱使反應體系升溫至45°c，邊攪拌邊加入3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨醚化劑與NaOH的混合液，反應時間6h，反應結束后用稀HCl調至pH值為中性，過濾，用乙醇/水(1:1)混合溶液反復洗滌、干燥、研碎，并以100目/25.4 _分樣篩過篩。
[0013]本發明的有益效果是:
1、交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑，為對棉用染料廢水(直接染料、活性染料、靛藍染料、分散染料等)進行絮凝脫色時，使用量為0.2 g/L印染廢水色度去除率可達90%以上，使用量為0.4 g/L時印染廢水色度去除率可達98%以上。
[0014]2、交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑從絮凝脫色水處理工藝比較來看，企業現在采用的是PAM絮凝和次氯酸鈉脫色復合工藝，本法制備的兩性淀粉印染廢水處理劑處理工藝簡單；而且PAM處理殘渣可能會產生微毒致癌物，進入環境后造成二次污染，兩性淀粉作為天然高分子化合物改性得到的水處理劑，在這方面顯現出不可比擬的優點，它對環境無毒無害，且處理殘渣易被生物降解，不會對環境造成二次污染。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:
本發明涉交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，所述方法包括以下工藝步驟:
稱取一定量的玉米淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，升溫至45°C，以10%Na0H溶液調PH值至8左右，滴加淀粉質量0.15%的自制酯化交聯劑(乙酸酐與己二酸反應制成的混酐，將乙酸酐與己二酸按質量比10:1的比例混合，用磁力攪拌器在20°C度攪拌15min后靜置即可得到無色透明的酯化交聯劑混酐)，反應時保持PH值為8，保溫反應lh，將產物倒入去兩倍量離子水中，靜置3小時，去除上層清液，洗滌至中性，脫水，放入烘箱在55°C下烘20小時得交聯醋酸酯淀粉。
[0016]稱取交聯醋酸酯淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，交聯醋酸酯淀粉與醚化劑(3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨)質量比為10:1，反應溫度40°C，pH值為11，反應時間2.5小時，反應結束后用稀HCl調至pH值至中性，過濾，用乙醇/水(1:1)混合溶液反復洗滌、干燥、研碎，并以100目/25.4 _分樣篩過篩。制得交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑，陰離子取代度為0.0739，陽離子取代度為0.0085。
[0017]實施例2:
本發明涉交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，所述方法包括以下工藝步驟
稱取一定量的玉米淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，升溫至45°C，以10%Na0H溶液調pH值至9左右，滴加淀粉質量0.20%的自制酯化交聯劑(乙酸酐與己二酸反應制成的混酐，將乙酸酐與己二酸按質量比10:1的比例混合，用磁力攪拌器在20°C度攪拌15min后靜置即可得到無色透明的酯化交聯劑混酐)，反應時保持PH值為9，保溫反應1.5h，將產物倒入去兩倍量離子水中，靜置3小時，去除上層清液，洗滌至中性，脫水，放入烘箱在55°C下烘20小時得交聯醋酸酯淀粉。
[0018]稱取交聯醋酸酯淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，交聯醋酸酯淀粉與醚化劑(3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨)質量比為8:1，反應溫度451:，pH值為11，反應時間6小時，反應結束后用稀HCl調至pH值至中性，過濾，用乙醇/水(1:1)混合溶液反復洗滌、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分樣篩過篩。制得交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑，陰離子取代度為0.0745，陽離子取代度為0.0131。
[0019]實施例3:
稱取一定量的玉米淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，升溫至50°C，以10%Na0H溶液調PH值至8左右，滴加淀粉質量0.15%的自制酯化交聯劑(乙酸酐與己二酸反應制成的混酐，將乙酸酐與己二酸按質量比10:1的比例混合，用磁力攪拌器在20°C度攪拌15min后靜置即可得到無色透明的酯化交聯劑混酐)，反應時保持PH值為8，保溫反應2h，將產物倒入去兩倍量離子水中，靜置3小時，去除上層清液，洗滌至中性，脫水，放入烘箱在55°C下烘20小時得交聯醋酸酯淀粉。
[0020]稱取交聯醋酸酯淀粉，加入去離子水，浴比650g/L，交聯醋酸酯淀粉與醚化劑(3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨)質量比為5:1，反應溫度45 V，反應體系pH值為11，反應時間6小時，反應結束后用稀HCl調至pH值至中性，過濾，用乙醇/水(1:1)混合溶液反復洗滌、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分樣篩過篩。制得交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑，陰離子取代度為0.0705，陽離子取代度為0.0220。
[0021]分別取交聯醋酸酯淀粉(陰離子取代度0.0745)、陽離子淀粉(3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨陽離子取代度0.0130)、交聯醋酸酯兩性淀粉(實施例1:陰離子取代度為0.0739，陽離子取代度為0.0085 ；實施例2:陰離子取代度為0.0745，陽離子取代度為0.0131 ;實施例3:陰離子取代度為0.0705，陽離子取代度為0.0220。)進行印染廢水(含有酸性染料、活性染料、直接染料、靛藍染料)脫色試驗，脫色效果見下表
表各種類型淀粉水處理劑印染廢水色度去除率對比表
【權利要求】
1.一種交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，其特征在于:先將玉米淀粉首先與陰離子酯化交聯劑進行酯化交聯，然后用陽離子醚化試劑3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨反應得到的雙變性淀粉印染廢水處理劑；所述陰離子酯化交聯劑為乙酸酐與己二酸制成的混酐。
2.根據權利要求1所述交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，其特征在于:所述陰離子酯化交聯劑中乙酸酐與己二酸質量比為10~20:1。
3.根據權利要求1所述交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，其特征在于:所述制備步驟包括: 稱取一定量的玉米淀粉，加入去離子水，升溫至40°C~50°C，以NaOH溶液調pH值至7~9范圍內，加入陰離子酯化交聯劑，保溫反應I~3小時，將產物倒入去離子水中，靜置，去除上層清液，洗滌至中性，脫水，放入烘箱烘干得交聯醋酸酯淀粉； 稱取交聯醋酸酯淀粉，加入去離子水，以NaOH溶液調節體系pH值為9~11，加熱使反應體系升溫至40°C~50°C，邊攪拌邊加入3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨醚化劑與NaOH的混合液，反應時間4一IOh,反應結束后用稀HCl調整pH值至中性比較好，過濾，用乙醇/水混合溶液反復洗滌、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分樣篩過篩，得成品。
4.根據權利要求1-3之一所述交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，其特征在于:所述陰離子酯化交聯劑制備方法是將乙酸酐與己二酸混合，用磁力攪拌器在20~35°C度攪拌10~20min后靜置即可得到無色透明的酯化交聯劑。
5.根據權利要求3所述交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，其特征在于:交聯醋酸酯淀粉酯化交聯的工藝為:pH值為8，玉米淀粉、去離子水浴比為650g/L，酯化交聯劑的加入量為玉米淀粉的0.2%，反應溫度45°C，反應時間為1.5h。
6.根據權利要求3所述交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉印染廢水處理劑的合成方法，其特征在于:交聯醋酸酯陽離子雙變性淀粉陽離子醚化的工藝為:pH值為11，交聯醋酸酯淀粉、去離子水浴比為650g/L，醚化劑3-氯-2羥丙基三甲基氯化銨的加入量為交聯醋酸酯淀粉8%，反應溫度45 °C，反應時間為6h。
【文檔編號】C02F1/56GK103992413SQ201410192061
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月8日 優先權日:2014年5月8日
【發明者】陳亞萍, 徐曉敏, 閆國倫 申請人:江陰職業技術學院