[发明专利]一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺及其制备方法和应用，由包含含氟单体、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰胺、去离子水和引发剂的反应体系反应得到，其中含氟单体、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰胺和去离子水的质量比为1：(1～10)：(5～15)：(15～40)，引发剂占单体总质量的0.5％‑3％。该疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺，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。

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，具体涉及一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺及其制备方法和应用。

背景技术

表面活性单体，也被称为可聚合表面活性剂，是一种功能性表面活性剂，特殊的分子结构赋予其独特的物理化学性质。由于其结构的两亲性可作为表面活性剂使用，还可以作为单体进行聚合，同时表面活性单体在溶液中可以自组装形成各种有序组合体，如胶束、囊泡、溶致液晶等，使其在很多科学和技术领域都有着广泛的应用。

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。

疏水缔合聚丙烯酰胺由于强烈的分子间疏水缔合，增强了聚合物与固体颗粒之间的吸附架桥能力，有着很好的絮凝效果。如果将疏水单体、丙烯酰胺(AM)与阳离子单体(DMC或DADMAC等)进行胶束共聚合制备阳离子疏水缔合聚丙烯酰胺三元共聚物，在静电作用和疏水缔合架桥共同作用下，将具有更好的絮凝效果。

在近些年的胶束聚合研究中，人们寻求不需要外加助剂，自身具有自组装功能的表面活性单体，用以替代普通的疏水单体，通过新型微多相共聚合体系，制备水溶性疏水缔合聚合物。还有研究者进一步用表面活性单体增溶疏水单体，制备疏水缔合聚丙烯酰胺，进一步提高聚合物的疏水体含量，使得聚合物具有更好的疏水缔合能力。但是目前疏水缔合作用不能满足市场的需求。

发明内容

本发明目的在于提供一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺及其制备方法和应用，该疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺，通过疏水阳离子型表面活性单体与丙烯酰胺，疏水单体通过微多相体系发生共聚反应。该疏水阳离子型表面活性单体可以代替胶束聚合中的表面活性剂，并且用该表面活性单体增溶含氟疏水单体，使得疏水缔合作用增强，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：

一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺，由包含含氟单体、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰胺、去离子水和引发剂的反应体系反应得到，其中含氟单体、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰胺和去离子水的质量比为1：(1～10)：(5～15)：(15～40)，引发剂占单体总质量的0.5％-3％。

所述的含氟单体为丙烯酸三氟乙酯、甲基丙烯酸三氟乙酯、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十二氟庚酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯。

所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾或氧化-还原引发剂；氧化-还原引发剂为过硫酸铵-亚硫酸钠、过硫酸铵-亚硫酸氢钠、过硫酸钾-亚硫酸钠、过硫酸钾-亚硫酸氢钠、过硫酸铵-硫代硫酸钠或过硫酸钾-硫代硫酸钠。

所述的氧化-还原引发体系中氧化剂与还原剂的质量比为3：2。

一种疏水缔合型阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，包括以下步骤：