[发明专利]一种水性核壳结构纳米氧化铝/疏水缔合型纳米聚丙烯酰胺乳液及其乳液的制备方法

说明书

本发明提供一种水性核壳结构纳米氧化铝/疏水缔合型纳米聚丙烯酰胺乳液及其制备方法，该乳液是以硅烷偶联剂表面修饰纳米氧化铝为内核结构，以丙烯酰胺、丙烯酸、含氟疏水单体为反应单体，聚合包覆而成的聚合物乳液，且乳液粒子的微观形态为球形，结构为核壳结构；所述聚丙烯酰胺乳液中各原料的质量比为：硅烷偶联剂1‑3％、纳米氧化铝6‑14％、丙烯酰胺20‑30％、丙烯酸6‑10％、含氟疏水单体2‑8％、余量为去离子水。本发明以经表面修饰的活性χ、β、η、γ、δ或θ型纳米氧化铝为内核结构，与混合单体共聚成核壳结构聚合物乳液，该产物集絮凝剂和催化剂为一体化，同时具有吸附、絮凝、降解性能。

技术领域

本发明属于高分子聚合物合成技术领域，具体涉及一种水性核壳结构纳米氧化铝/疏水缔合型纳米聚丙烯酰胺乳液及其乳液的制备方法。

背景技术

聚丙烯酰胺乳液是通过分散法或反相乳液聚合法制得的，是聚丙烯酰胺液体一种存在形式，具有固体絮凝剂的特性，通过分子链中的极性基团吸附水中悬浮固体粒子，使粒子间架桥或电中和形成大的絮凝物。聚丙酰胺乳液除了具备固体聚丙烯酰胺絮凝剂的优点外，还具有电荷密度可选性大，PH值范围广，溶解速度快，能耗低，存放和使用方便等特点。

为了进一步改善聚丙烯酰胺乳液的性能，提高其对废水的净化性能，本发明以表面改性纳米氧化铝为核结构的种子乳液，与丙烯酰胺、丙烯酸、含氟疏水单体共聚合成核壳结构疏水缔合型聚丙烯酰胺乳液，该产物集絮凝剂和催化剂为一体化，同时具有吸附、絮凝、降解性能，相比于活性纳米氧化铝和聚丙烯酰胺乳液物理组合的方式，本发明制备出的产物的结构稳定性更高，分散性更好，通过高分子聚丙烯酰胺链的相互作用力在纳米氧化铝粒子表面形成外壳,其空间阻碍作用有效阻止了粒子间的团聚。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种水性核壳结构纳米氧化铝/疏水缔合型纳米聚丙烯酰胺乳液及其乳液的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种水性核壳结构纳米氧化铝/疏水缔合型纳米聚丙烯酰胺乳液，所述聚丙烯酰胺乳液是以硅烷偶联剂表面修饰纳米氧化铝为内核结构，以丙烯酰胺、丙烯酸、含氟疏水单体为反应单体，聚合包覆而成的聚合物乳液，且乳液粒子的微观形态为球形，结构为核壳结构；所述聚丙烯酰胺乳液中各原料的质量比为：硅烷偶联剂1-3％、纳米氧化铝6-14％、丙烯酰胺20-30％、丙烯酸6-10％、含氟疏水单体2-8％、余量为去离子水。

优选的是，所述纳米氧化铝的晶型为χ、β、η、γ、δ、θ型中的一种或几种。

优选的是，所述含氟疏水单体为全氟聚醚二醇、丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯中的一种或几种。

一种水性核壳结构纳米氧化铝/疏水缔合型纳米聚丙烯酰胺乳液的制备方法：先采用硅烷偶联剂对纳米氧化铝进行表面改性，将改性后的纳米氧化铝分散至去离子水中，制出以纳米氧化铝为核结构的种子乳液，再加入由丙烯酰胺、丙烯酸、含氟疏水单体组成的混合单体进行聚合包覆，形成具有核壳结构的纳米氧化铝/疏水缔合聚合物乳液；所述聚合物乳液由如下具体步骤制出：

S1：制备改性纳米氧化铝种子乳液：60-75℃，向纳米氧化铝中滴加硅烷偶联剂，并不断搅拌，滴加完毕后，保温反应4-8h,再加入去离子水，超声分散15min，制出种子乳液，待用；

S2：制备混合单体：将丙烯酰胺、丙烯酸、含氟疏水单体混合均匀，得混合单体，待用；