Page 24 - 《精细化工》2020年第4期
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·658· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
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早于 DAC [5-6] 。1976 年，NISHIKAJI 合成了 DMC 纳聚合物 P(DMC-AM)与 P(DAC-AM)处理不同性质
单体，此后，掀起了该聚合物的研究热潮 [7-8] ，并很 废污水（泥）规律；最后，归纳了阳离子聚合物研
[9]
快确立了以 DMC 共聚型产品为主导的格局 。然 究中存在的问题并对未来的发展趋势进行了展望。
而，随着离心机技术的出现与发展，对聚合物的相
对分子质量提出更高要求，DAC 聚合物的需求在 20
世纪后超过 DMC 聚合物，占据市场主导地位 [10-12] 。
近年来，DMC 聚合物在聚合工艺上取得了新突破，
相对分子质量有了大幅度提高 [13] ，并且在实际应用
时发现针对不同性质的废污水（泥），DMC 聚合物
与 DAC 聚合物处理效果有显著差异，因此，DMC
聚合物又重新受到了重视。 图 1 均聚反应示意图
DMC 聚合物主要分为聚甲基丙烯酰氧乙基三 Fig. 1 Homo-polymerization schematic
甲基氯化铵（简称 PDMC）和聚甲基丙烯酰氧乙基
三甲基氯化铵-丙烯酰胺共聚物〔简称 P(DMC-
AM)〕。DMC 聚合物是一类阳离子型水溶性高分子
化合物，其带正电、分子量可调，广泛应用于水处
理过程中 [14-15] 。DMC 单体结构式如下所示。
图 2 共聚反应示意图
Fig. 2 Co-polymerization schematic
均聚反应（见图 1）时一般以产物的相对分子
质量（简称分子量）、单体转化率和分子量分布 [10,16] 1 均聚物 PDMC 研究进展
为主要考察指标，而共聚反应（见图 2）除了关注
上述 3 个指标外，还需考虑聚合物的组成和序列结 PDMC 是一种性能优良的阳离子均聚物，被广
构 [17] 。不同阳离子度和不同相对分子质量的聚合物 泛应用于各种工业和生活废水处理过程中，尤其是
有着不同的序列结构和长度，从而对应着不同的性 处理含有机污泥废水的优良助剂。但由于商业保密
质和应用性能 [11] 。在作为絮凝剂使用时，其相对分 等原因，国内外公司对其制备工艺报道较少 [21] 。
子质量越大，投加量越少，絮凝脱水效果越好 [18] ， 1.1 均聚物 PDMC 合成研究进展
体现高相对分子质量产物在节能减排、环境保护方 自 1977 年 RINGSDORF 等 [22] 用 K 2 S 2 O 8 合成出
面的独特作用；此外，聚合物相对分子质量越大， PDMC 后的 30 年来，PDMC 的研究都集中在线性高
可调控的分子量范围越宽，聚合物适用范围越宽。 分子上，但产物的相对分子质量普遍较低，工艺研
而阳离子度系列化可以满足不同水质要求，迎合实 究仍处于初级阶段。1999 年，DE BURUAGA 等 [23]
际需要，充分发挥产物效能 [19] 。因此，在合成角度 采用反相乳液聚合方式，在偶氮二异丁腈作用下，
上，如何制备高相对分子质量且阳离子度系列化的 通过紫外光引发，合成了相对分子质量为 140 万
聚合物来满足不同用途的需要是该领域研究的热点 （25 ℃下纯水中测定，1.59 dL/g）的 PDMC，并建
和重点。当单体种类确定时，单体的竞聚率直接影 立了反相乳液聚合模型，验证了引发剂浓度、光强
响聚合物的序列结构、相对分子质量及其分布 [20] 。 度、乳化剂浓度和分散相质量分数对聚合速率、粒
而调整聚合反应体系中聚合方式、pH、聚合温度等 子大小和相对分子质量的影响规律符合模型推测。
各工艺参数，能改变单体之间的竞聚率，因此，调 类似文献中合成低特征黏度 PDMC [24-26] 的共同特点
节聚合工艺参数是获得所需聚合物的主要手段。 是采用工业单体，利用绝热一步升温法进行反应，
本文以聚合物特征黏度和单体转化率为评价指 往往还需再加入其他有机物质促进反应的进行。为
标，概述了 PDMC 的合成研究进展，指出了 PDMC 提高聚合物 PDMC 的相对分子质量，张光学等 [27]
的最新研究方向；按聚合反应方式分类，分析探讨 对工业单体 DMC 用丙酮重结晶，活性炭吸附进行
了溶液聚合法、乳液聚合法和沉淀聚合法等聚合方 提纯，再在难溶于水的自制偶氮类引发体系下，水
式对共聚物 P(DMC-AM)的相对分子质量和单体转 溶液聚合得到特征黏度值为 9.5 dL/g 的 PDMC，并
化率等性质的影响；并综合分析实际应用例子，归 研究了单体纯度、单体浓度、聚合温度、引发剂用
