[发明专利]微交联两性离子聚丙烯酰胺的制备方法及应用

说明书

本发明属于高分子聚合物制造技术领域，具体涉及一种微交联两性离子聚丙烯酰胺的制备方法及应用。所述的制备方法包括如下步骤：将丙烯酰胺单体、阳离子单体、阴离子单体、交联剂、聚合助剂、去离子水混合，调整混合溶液pH值3.5‑7.5，除氧后，同时将溶液温度调至10‑30℃，待溶液体系含氧量降至0.02ppm时加入引发剂，聚合反应4‑8小时后，将得到的胶体造粒、烘干、粉碎、筛分，即得。本发明通过加入定量的交联剂，并对各工艺条件优化调整，制得微交联且溶解性好产品，该聚合物的分子结构中，直链线型分子结构为主，存在适量的网状结构，以增加聚合物分子的刚性，对于污泥脱水、压滤及污泥与滤布剥离起到有益的效果。

技术领域

本发明属于高分子聚合物制造技术领域，具体涉及一种微交联两性离子聚丙烯酰胺的制备方法及应用。

背景技术

高分子絮凝剂在生活污水、化工废水处理中已得到了广泛应用，不同离子型号的聚丙烯酰胺在使用中各有侧重。阴离子型产品通常在pH值7-10的带正电荷污水中使用效果好于阳离子型产品，相反，阳离子型产品更适合于酸度较低的生活污水、含油废水、污泥脱水等工序，而两性离子产品则在酸度范围较宽的场合使用。鉴于污水、废水的日趋复杂性，往往在污、废水处理中阴、阳离子、两性离子产品及无机絮凝剂并用，才能达到絮凝速度快，絮团大而结实的效果。如果在前期絮凝时加入了阴离子型聚合物，其阴离子基团会残存于污泥内部，阴离子基团与水良好结合，使得后期污泥压滤时，水分不易压出，出现污泥与滤布的粘连，两者剥离性差，增加了处理难度，且最终滤饼含水率高，滤饼的黏着性强，松散不坚固等，不易于滤饼的储运。

鉴于此，目前在污水处理行业中，两性离子产品被广泛使用。两性离子产品比单独使用阴离子、阳离子产品及阴阳离子混用效果好，但在后续污泥压滤工段仍存在滤饼与滤布不易剥离，滤饼含水率高，滤饼松散不坚固等缺点。究其原因，是因为该类聚合物大都是水溶性好的直链线型分子结构，聚合物分子刚性差，污泥脱水及压滤时抗压强度减弱所导致。

为改善此状况，需要加强聚合物分子结构强度，于是，将直链线型分子结构支化或交联可以达到提高聚合物分子结构强度的目的。毛萃的《具有微交联结构两性聚丙烯酰胺纸张增强剂的合成及应用》一文，介绍了作为造纸增强剂使用的两性聚丙烯酰胺合成方法，取得了较好的效果。CN109666469介绍了一种多网络型单分散聚丙烯酰胺类聚合物凝胶微球，该微球是一种聚合物交联球体，多重网络结构赋予了该产品较强的抗温抗盐能力，在油田采油行业应用效果显著。CN110845661介绍了聚丙烯酰胺交联微球体系用作油田采油界面强化剂，提高原油采收率；该交联微球体系是在复合引发剂作用下经乳液聚合反应制得的。

发明内容

本发明要解决技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种微交联两性离子聚丙烯酰胺的制备方法，使微交联两性离子聚丙烯酰胺产品既保持原有水溶性好及粘度高的直链线型分子结构，又增加了部分交联网状结构，分子链刚性提高，在污水处理前期，能使得絮凝速度快，絮团大而结实，后期的污泥脱水压滤过程中，由于分子链中网状结构的存在，污泥与滤布不易粘连，能降低滤饼含水率、滤饼和滤布易于剥离且最终滤饼坚固，对提高生产效率有益。

本发明所述的微交联两性离子聚丙烯酰胺的制备方法，包括如下步骤：

(1)将丙烯酰胺单体(AM)、阳离子单体、阴离子单体、交联剂、聚合助剂与去离子水混合均匀后，配成一定浓度的水溶液，得到混合溶液；

(2)采用盐酸调整混合溶液pH值至3.5-7.5，然后通入惰性气体(优选氮气)除氧，同时将溶液温度调至10-30℃，待溶液体系含氧量降至0.02ppm时加入引发剂，进行聚合反应4-8h，反应完毕后，得到胶体；

(3)将得到的胶体造粒、烘干、粉碎、筛分，得到微交联两性离子聚丙烯酰胺，优选60-80目的微交联两性离子聚丙烯酰胺干粉。

其中：