基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝的製作方法
2023-09-12 00:33:50 2
基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種有機高分子絮凝劑合成工藝，包括：(a)量取一定量的聚丙烯醯胺、甲醛、二甲胺、鹽酸備用，且甲醛與二甲胺的質量比為1∶10～1∶6；(b)將甲醛置於反應容器中；(c)向反應容器中緩慢加入聚丙烯醯胺和催化劑，在加入的同時進行攪拌；(d)然後，將反應容器置於水浴中加熱；(e)接著，向反應容器中加入二甲胺；(f)冷卻，然後加入鹽酸季銨化；(g)最後，經高溫蒸發，濃縮，過濾，得目標產品。本發明能成功合成出合格的有機高分子絮凝劑，且合成工藝簡單，合成轉化率高，便於工人操作，大大降低了有機高分子絮凝劑的合成成本，且在合成過程中通過控制甲醛與二甲胺的質量比，從而進一步提高產品性能。
【專利說明】基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝。
【背景技術】
[0002]絮凝劑按照其化學成分總體可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類。其中無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑；有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。
[0003]有機高分子絮凝劑出現於20世紀50年代，它們應用前途廣闊，發展非常迅速。已用於給水淨化，水/油體系破乳，含油廢水處理，廢水再資源化及汙泥脫水等方面；還可用作油田開發過程的泥漿處理劑，選擇性堵水劑，注水增稠劑，紡織印染過程的柔軟劑，靜電防止劑及通用的殺菌、消毒劑等。
[0004]有機高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類。從化學結構上可以分為以下3種類型:(I)聚胺型-低分子量陽離子型電解質；(2)季銨型-分子量變化範圍大，並具有較高的陽離子性；(3)丙烯醯胺的共聚物-分子量較高，可以幾十萬到幾百萬、幾千萬，均以乳狀或粉狀的劑型出售，使用上較不方便，但絮凝性能好。根據含有不同的官能團離解後粒子的帶電情況可以分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。有機高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-, -S03、-OH等親水基團，具有鏈狀、環狀等多種結構。因其活性基團多，分子量高，具有用量少，浮渣產量少，絮凝能力強，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好等特點，在處理煉油廢水，其它工業廢水，高懸浮物廢水及固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯醯胺系列有機高分子絮凝劑以其分子量高，絮凝架橋能力強而顯示出在水處理中的優越性。
[0005]絮凝沉澱法是 選用無機絮凝劑(如硫酸鋁)和有機陰離子型絮凝劑聚丙烯醯銨(PAM)配製成水溶液加入廢水中，便會產生壓縮雙電層，使廢水中的懸浮微粒失去穩定性，膠粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝體、礬花。絮凝體長大到一定體積後即在重力作用下脫離水相沉澱，從而去除廢水中的大量懸浮物，從而達到水處理的效果。為提高分離效果，可適時、適量加入助凝劑。處理後的汙水在色度、含鉻、懸浮物含量等方面基本上可達到排放標準，可以外排或用作人工注水採油的回注水。
[0006]絮凝劑的分子質量、分子結構與形狀及其所帶基團對絮凝劑的活性都有影響。一般來講，分子量越大，絮凝活性越高；線性分子絮凝活性高，分子帶支鏈或交聯越多，絮凝性越差；絮凝劑產生菌處於培養後期，細胞表面蔬水性增強，產生的絮凝劑活性也越高。處理水體中膠體離子的表面結構與電荷對絮凝效果也有影響。一些報導指出，水體中的陽離子，特別是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低膠體表面負電荷，促進「架橋」形成。另外，高濃度Ca2+的存在還能保護絮凝劑不受降解酶的作用。微生物絮凝劑絮凝範圍廣、絮凝活性高，而且作用條件粗放，大多不受離子強度、PH值及溫度的影響，因此可以廣泛應用於汙水和工業廢水處理中。微生物絮凝劑高效、安全、不汙染環境的優點，在醫藥、食品加工、生物產品分離等領域也有巨大的潛在應用價值。[0007]縱觀絮凝劑的現狀可以看出，絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到複合型，總的趨勢是向廉價實用、無毒高效的方向發展。無機絮凝劑價格便宜，但對人類健康和生態環境會產生不利影響；有機高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產量少，絮凝能力強，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好，但這類高聚物的殘餘單體具有「三致」效應(致崎、致癌、致突變)，因而使其應用範圍受到限制；微生物絮凝劑因不存在二次汙染，使用方便，應用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來取代或部分取代傳統的無機高分子和合成有機高分子絮凝劑。微生物絮凝劑的研製和應用方興未艾，其特性和優勢為水處理技術的發展展示了一個廣闊的前景。
[0008]有機高分子絮凝劑的合成工藝過程中，甲醛與二甲胺的質量比對合成出的產品性能存在很大影響，所以，必須確定出一個適當的甲醛與二甲胺的質量比。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，該合成工藝能成功合成出合格的有機高分子絮凝劑，且合成工藝簡單，合成轉化率高，便於工人操作，大大降低了有機高分子絮凝劑的合成成本，且在合成過程中通過控制甲醛與二甲胺的質量比，從而進一步提高產品性能。
[0010]本發明的目的通過下述技術方案實現:一種基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，包括以下步驟:
[0011](a)量取一定量的聚丙烯醯胺、甲醛、二甲胺、鹽酸備用，且甲醛與二甲胺的質量比為 1: 10 ~1: 6 ;
[0012](b)將甲醛置於反應容器中；
[0013](C)向反應容器中緩慢加入聚丙烯醯胺和催化劑，在加入的同時進行攪拌；
[0014](d)然後，將反應容器置於水浴中加熱；
[0015](e)接著，向反應容器中加入二甲胺；
[0016](f)冷卻，然後加入鹽酸季銨化；
[0017](g)最後，經高溫蒸發，濃縮，過濾，得目標產品。
[0018]所述反應容器為燒杯。
[0019]所述甲醛與二甲胺的質量比為1: 8。
[0020]所述甲醛與二甲胺的質量比為1: 7。
[0021]所述甲醛與二甲胺的質量比為1: 9。
[0022]綜上所述，本發明的有益效果是:能成功合成出合格的有機高分子絮凝劑，且合成工藝簡單，合成轉化率高，便於工人操作，大大降低了有機高分子絮凝劑的合成成本，且在合成過程中通過控制甲醛與二甲胺的質量比，從而進一步提高產品性能。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例，對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的實施方式不僅限於此。
[0024]實施例1:
[0025]本發明涉及的一種有機高分子絮凝劑的合成工藝，包括以下步驟:[0026](a)量取一定量的聚丙烯醯胺、甲醛、二甲胺、鹽酸備用，且甲醛與二甲胺的質量比為 1: 8 ;
[0027](b)將甲醛置於反應容器中；
[0028](c)向反應容器中緩慢加入聚丙烯醯胺和催化劑，在加入的同時進行攪拌；
[0029](d)然後，將反應容器置於水浴中加熱；
[0030](e)接著，向反應容器中加入二甲胺；
[0031](f)冷卻，然後加入鹽酸季銨化；
[0032](g)最後，經高溫蒸發，濃縮，過濾，得目標產品。
[0033]由於在有機高分子絮凝劑的合成工藝過程中，甲醛與二甲胺的質量比對合成出的產品性能存在很大影響，為了得到最佳的甲醛與二甲胺的質量比，本發明做了甲醛與二甲胺的質量比對合成產品性能的影響，通過實驗結果可知:隨著質量比的增加，合成出的產品性能越好，當不應該無限量的增大兩者的比值，綜合考慮，本實施例中的甲醛與二甲胺的質量比為1: 8。
[0034]實施例2:
[0035]本實施例與實施例1的不同之處僅在於，本實施例中，甲醛與二甲胺的質量比為I: 7，本實施例的其他部分與實施例1相同，不再贅述。
[0036]實施例3: [0037]本實施例與實施例1的不同之處僅在於，本實施例中，甲醛與二甲胺的質量比為I: 9，本實施例的其他部分與實施例1相同，不再贅述。
[0038]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質，對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，其特徵在於，包括以下步驟: (a)量取一定量的聚丙烯醯胺、甲醛、二甲胺、鹽酸備用，且甲醛與二甲胺的質量比為1: 10 ~1: 6 ; (b)將甲醛置於反應容器中； (c)向反應容器中緩慢加入聚丙烯醯胺和催化劑，在加入的同時進行攪拌； (d)然後，將反應容器置於水浴中加熱； (e)接著，向反應容器中加入二甲胺； (f)冷卻，然後加入鹽酸季銨化； (g)最後，經高溫蒸發，濃縮，過濾，得目標產品。
2.根據權利要求1所述的基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，其特徵在於，所述反應容器為燒杯。
3.根據權利要求1所述的基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，其特徵在於，所述甲醛與二甲胺的質量比為1: 8。
4.根據權利要求1所述的基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，其特徵在於，所述甲醛與二甲胺的質量比為1: 7。
5.根據權利要求1所述的基於控制單體配比的有機高分子絮凝劑的新型合成工藝，其特徵在於，所述甲醛與二甲胺的質量比為1: 9。
【文檔編號】C08F8/44GK103724479SQ201210413859
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月15日 優先權日:2012年10月15日
【發明者】艾佳 申請人:艾佳