專利名稱：一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天然高分子絮凝劑，特別涉及到一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。
背景技術(shù)：
水污染已經(jīng)成為整個工業(yè)發(fā)展的瓶頸，如何降低各工業(yè)的污染迫在眉睫，各種物理手段已經(jīng)用于去除分散在溶液中的顆粒物質(zhì)。絮凝劑分為無機(jī)絮凝劑、合成高分子絮凝劑和天然高分子絮凝劑，無機(jī)絮凝劑的絮體大且單獨(dú)使用時藥劑投藥量大、污泥量大且含水量高；合成高分子絮凝劑，主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物，雖然完全聚合的聚丙烯酰胺是環(huán)境友好型材料，但其聚合單體丙烯酰胺卻具有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性，并且還是強(qiáng)的致癌物，所以聚合過程中單體的殘留問題制約聚丙烯酰胺在水處理中的應(yīng)用；天然高分子絮凝劑因原料來源廣泛，價格低廉，無毒，易于生物降解等特點(diǎn)而顯示了良好的應(yīng)用前景。而目前國內(nèi)外在研究開發(fā)新型高效的絮凝劑方面，無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型絮凝劑是當(dāng)前研究開發(fā)的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其無毒，環(huán)境友好，無安全隱患，且成本低廉。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將單體與水按1 10 1 25的摩爾比進(jìn)行混合， 加入氧化還原引發(fā)劑，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.01 1 0. 1 1，在10 80°C下攪拌反應(yīng)10 60min ；第二步，加入栲膠，栲膠與單體的摩爾比為0.05 1 0. 5 1，在35 80°C下攪拌反應(yīng)30 90min ；第三步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑；其中，所述的單體為丙烯酸酯的銨鹽，引發(fā)劑為質(zhì)量比為3 2 2 3的叔丁基過氧化氫與焦亞硫酸鈉或者質(zhì)量比為3 2 2 3的過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，栲膠為縮合類栲膠?；蛘撸环N栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將單體與水按1 10 1 25的摩爾比進(jìn)行混合， 加入氧化還原引發(fā)劑，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.01 1 0. 1 1，在10 80°C下攪拌反應(yīng)10 60min ；第二步，加入濃度為35%的鹽酸，鹽酸與單體的摩爾比為1 1 5 1，攪拌反應(yīng) 10 60min ；
第三步，加入栲膠，栲膠與單體的摩爾比為0.05 1 0. 5 1，在35 80°C下攪拌反應(yīng)30 90min ；第四步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑；其中，所述的單體為丙烯酸叔氨酯類，引發(fā)劑為質(zhì)量比為3 2 2 3的叔丁基過氧化氫與焦亞硫酸鈉或者質(zhì)量比為3 2 2 3的過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，栲膠為縮合類栲膠?？s合類栲膠可為荊樹皮栲膠，堅木栲膠，落葉松栲膠或者鐵杉栲膠與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、無毒，環(huán)境友好，無安全隱患該天然高分子陽離子絮凝劑合成過程中，由于采用含有酯基的甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或者甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨作為單體，易于生物降解；采用天然高分子荊樹皮栲膠作為反應(yīng)原料，具有原料來源廣泛，原料無毒性或低毒性、價格較低廉、相對分子質(zhì)量分布范圍廣、活性基團(tuán)多、結(jié)構(gòu)多樣化等優(yōu)點(diǎn)。因此，栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑具有環(huán)保的特性。2、成本低與一般的高分子絮凝劑相比，該方法制備得到的高分子絮凝劑陽離子度大，相對分子質(zhì)量較高，具有較強(qiáng)的吸附架橋性能、較寬的PH投加范圍，對多濁度、堿度、 有機(jī)物含量的變化具有較強(qiáng)適應(yīng)性，同時還具有粘度較低、用量較少的特點(diǎn)。采用的單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和原材料栲膠價格較低廉，所以制備的天然高分子絮凝劑的成本較低。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實施例一一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨與水按1 10 的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑叔丁基過氧化氫和焦亞硫酸鈉，其中叔丁基過氧化氫與焦亞硫酸鈉的質(zhì)量比為3 2，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.01 1，在10°C下攪拌反應(yīng) 60min ；第二步，加入荊樹皮栲膠，荊樹皮栲膠與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的摩爾比為0.05 1，在:35°C下攪拌反應(yīng)90min ；第三步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。實施例二一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨與水按1 16 的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，其中過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為3 2，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.05 1，在45°C下攪拌反應(yīng)30min;第二步，加入堅木栲膠，栲膠與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的摩爾比為 0.32 1，在60°C下攪拌反應(yīng)60min ；第三步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。實施例三
一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨與水按1 25 的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，其中過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為2 3，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.1 1，在80°C下攪拌反應(yīng)IOmin;第二步，加入落葉松栲膠，栲膠與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的摩爾比為 0.5 1，在80°C下攪拌反應(yīng)30min ；第三步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨可以用其它的丙烯酸酯的銨鹽來替代，同時，可以使用鐵杉栲膠或者其它縮合類栲膠來代替上述三個實施例中的栲膠類型。制得的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑的相對分子質(zhì)量為10000 2000000。實施例四一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將甲基丙烯酸二甲氨基乙酯與水按1 15的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，其中過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為1 1，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.06 1，在30°C下攪拌反應(yīng)50min;第二步，加入濃度為35%的鹽酸，鹽酸與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為 3 1，攪拌反應(yīng)50min;第三步，加入荊樹皮栲膠，栲膠與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為0.3 1， 在60°C下攪拌反應(yīng)60min ；第四步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。實施例五一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將甲基丙烯酸二甲氨基乙酯與水按1 10的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，其中過硫酸鉀與亞硫酸氫鈉的質(zhì)量比為3 2，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.01 1，在10°C下攪拌反應(yīng)60min;第二步，加入濃度為35%的鹽酸，鹽酸與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為 1 1，攪拌反應(yīng)60min;第三步，加入堅木栲膠，栲膠與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為0.05 1，在 35°C下攪拌反應(yīng)90min ；第四步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。實施例六一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯與水按1 25的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑叔丁基過氧化氫和焦亞硫酸鈉，叔丁基過氧化氫與焦亞硫酸鈉的質(zhì)量比為2 3，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.1 1，在80°C下攪拌反應(yīng)IOmin;第二步，加入濃度為35%的鹽酸，鹽酸與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為 5 1，攪拌反應(yīng)IOmin;第三步，加入落葉松栲膠，栲膠與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩爾比為0.5 1， 在80°C下攪拌反應(yīng)30min ；
第四步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑。甲基丙烯酸二甲氨基乙酯可以用其它的丙烯酸叔氨酯類來替代，同時，可以使用鐵杉栲膠或者其它縮合類栲膠來代替上述三個實施例中的栲膠類型。制得的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑的相對分子質(zhì)量為10000 2000000。本發(fā)明的原理是，根據(jù)水溶液聚合法和自由基聚合的原理，使用氧化還原引發(fā)劑， 丙烯酸或丙烯酸酯類為單體，縮合類栲膠為原料，制得共聚陽離子絮凝劑。縮合類栲膠是一類多元酚類物質(zhì)，含有大量的酚羥基，受酚羥基的吸電影響使苯環(huán)上酚羥基的鄰位活化，可與丙烯酸或丙烯酸酯類進(jìn)行自由基的接枝共聚反應(yīng)，栲膠的結(jié)構(gòu)單元為
權(quán)利要求
1.一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將單體與水按1 10 1 25的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.01 1 0. 1 1，在10 80°C下攪拌反應(yīng) 10 60min ；第二步，加入栲膠，栲膠與單體的摩爾比為0.05 1 0.5 1，在35 80°C下攪拌反應(yīng)30 90min ；第三步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑；其中，所述的單體為丙烯酸酯的銨鹽，引發(fā)劑為質(zhì)量比為3 2 2 3的叔丁基過氧化氫與焦亞硫酸鈉或者質(zhì)量比為3 2 2 3的過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，栲膠為縮合類栲膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其特征在于，所述的單體為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其特征在于，所述栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑的相對分子質(zhì)量為10000 2000000。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其特征在于，所述的縮合類栲膠為荊樹皮栲膠，堅木栲膠，落葉松栲膠或者鐵杉栲膠。
5.一種栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，由以下方法制得第一步，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將單體與水按1 10 1 25的摩爾比進(jìn)行混合，加入氧化還原引發(fā)劑，引發(fā)劑與單體的摩爾比為0.01 1 0. 1 1，在10 80°C下攪拌反應(yīng) 10 60min ；第二步，加入濃度為35%的鹽酸，鹽酸與單體的摩爾比為1 1 5 1，攪拌反應(yīng) 10 60min ；第三步，加入栲膠，栲膠與單體的摩爾比為0.05 1 0.5 1，在35 80°C下攪拌反應(yīng)30 90min ；第四步，經(jīng)乙醇和丙酮萃取、洗滌即得栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑；其中，所述的單體為丙烯酸叔氨酯類，引發(fā)劑為質(zhì)量比為3 2 2 3的叔丁基過氧化氫與焦亞硫酸鈉或者質(zhì)量比為3 2 2 3的過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，栲膠為縮合類栲膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其特征在于，所述單體為甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸二乙基氨基乙酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其特征在于，所述栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑的相對分子質(zhì)量為10000 2000000。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，其特征在于，所述的縮合類栲膠為荊樹皮栲膠，堅木栲膠，落葉松栲膠或者鐵杉栲膠。
全文摘要
本發(fā)明為栲膠接枝共聚陽離子絮凝劑，根據(jù)水溶液聚合法和自由基聚合的原理，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，首先將單體與水按一定的摩爾比混合均勻，加入氧化還原引發(fā)劑，在一定溫度條件下攪拌反應(yīng)一定時間后，再加入一定量的栲膠，升溫再反應(yīng)一定時間，產(chǎn)物經(jīng)乙醇和丙酮萃取洗滌即可；此絮凝劑可以用于處理食品和飲料，鋼鐵，煉油，制藥，紙和紙漿，輕工，化工和油氣加工等行業(yè)的廢水，其無毒，環(huán)境友好，無安全隱患，且成本低廉。
文檔編號C08F220/34GK102153709SQ20111003200
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月29日
發(fā)明者任龍芳, 張曉峰, 強(qiáng)濤濤, 李飛虎, 王學(xué)川 申請人:陜西科技大學(xué)