[发明专利]一种阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素的制备方法和应用

说明书

一种阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素的制备方法和应用，向反应装置中，加入羧甲基纤维素、阳离子单体、丙烯酰胺和去离子水，然后充入氮气，将反应装置中的空气完全排除后，加热到40℃～80℃时，滴加引发剂，引发聚合反应，加热回流反应至反应黏度不再变化，停止反应；取出产物，后处理得到阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素。本发明将阳离子聚丙烯酰胺与羧甲基纤维素的接枝聚合，有效的保留了阳离子聚丙烯酰胺的优良性质，性质结构稳定，抗酸碱性能强，同时羧甲基纤维素价格低廉，无毒无害，来源广泛，大大降低了应用成本。在污水处理领域有很好的应用前景和研究意义。

技术领域

本发明属于功能高分子聚合物领域，涉及一种水溶性高分子聚合物的合成方法，具体涉及一种阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素的制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯酰胺按离子化程度可以分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性兼具型。由于污水中胶体颗粒大多数带有负电荷，所以阳离子型絮凝剂是市场上的主要产品。阳离子型絮凝剂是一类分子链上带正电荷活性基团的水溶性高分子聚合物，它可以与水中的微粒起电性中和、吸附架桥等作用，使水中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水。具有用量少、废水或污泥处理成本低、毒性小以及使用值范围广等优点。阳离子型聚丙烯酰胺为一种线型分子聚合物，可以用于各种废水和污水的处理，是我国开发阳离子型絮凝剂的重要方向。

阳离子聚丙烯酰胺作为一种常用水处理剂，是一种水溶性线性高分子有机物，在实际应用中易吸潮结块，且成本较高，因此有必要制备一种高效率、低成本的兼具两者优良性质的水处理剂。

发明内容

本发明目的在于提供一种阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素的制备方法和应用，该阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素，吸附能力更强，能够更好的适应工业生产领域的污水处理或杂质的去除。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素的制备方法，向反应装置中，加入羧甲基纤维素、阳离子单体、丙烯酰胺和去离子水，然后充入氮气，将反应装置中的空气完全排除后，加热到40℃～80℃时，滴加引发剂，引发聚合反应，加热回流反应至反应黏度不再变化，停止反应；取出产物，后处理得到阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素。

本发明进一步的改进在于，羧甲基纤维素、阳离子单体、丙烯酰胺和去离子水的质量比为1：(1～5)：(5～10)：(20～30)。

本发明进一步的改进在于，引发剂占羧甲基纤维素、阳离子单体以及丙烯酰胺的总质量的0.5％-3％。

本发明进一步的改进在于，阳离子单体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵。

本发明进一步的改进在于，引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或氧化-还原引发剂；

本发明进一步的改进在于，氧化-还原引发剂为过硫酸铵与亚硫酸钠的混合物、过硫酸铵与亚硫酸氢钠的混合物、过硫酸钾与亚硫酸钠的混合物、过硫酸钾与亚硫酸氢钠的混合物、过硫酸铵与硫代硫酸钠的混合物或过硫酸钾与硫代硫酸钠的混合物。

本发明进一步的改进在于，过硫酸铵与亚硫酸钠的质量比为3：2，过硫酸铵与亚硫酸氢钠的质量比为3：2，过硫酸钾与亚硫酸钠的质量比为3：2，过硫酸钾与亚硫酸氢钠的质量比为3：2，过硫酸铵与硫代硫酸钠的质量比为3：2，过硫酸钾与硫代硫酸钠的质量比为3：2。

本发明进一步的改进在于，加热回流反应时间为3～6h。

本发明进一步的改进在于，后处理步骤具体为：用体积比为1：1的乙醇和丙酮混合洗涤产物，直至溶液澄清后，将洗涤后的产物干燥，再进行研磨。

一种阳离子聚丙烯酰胺接枝羧甲基纤维素作为絮凝剂在污水处理中的应用。