Page 27 - 《精细化工》2020年第4期
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第 4 期              符星琴，等:  甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵聚合物合成和应用研究进展                                    ·661·


                 这一机理使乳液聚合具有许多独特的优势：安                          现在 K 2 CO 3 溶液中不仅单体具有良好的溶解性，而
            全，反应速率快，聚合热较易散失，最终产品分子                             且能获得特征黏度值较其他介质更高的产物。杨超
            量分布窄，所得的乳液产品可以直接使用等                     [53] 。但    等 [61] 以过硫酸铵和亚硫酸钠为引发剂，通过沉淀聚
            其缺点也很突出：需要大量乳化剂，操作复杂，成                             合方式在柠檬酸钾溶液中合成出了 P(DMC-AM)产
            本高，溶剂回收需破乳，乳液不稳定等，从而限制                             物，并从溶解参数的角度探讨了聚合物在柠檬酸钾
            了其扩大应用       [54] 。                                溶液中沉淀聚合的机理。
                 1962 年，VANDERHOFF 等      [55] 首次以有机溶剂             分散聚合是一种特殊的沉淀聚合方式，不同的
            为聚合反应介质，成功采取乳液聚合方法对水溶性                             是，分散聚合需要向体系中添加稳定剂来提供空间
            单体聚合后，乳液聚合法就逐渐应用于高分子聚合                             位阻和静电作用，这使得原本沉淀的聚合物能够分
            反应中，包括 P(DMC-AM)的合成。但对 P(DMC-AM)                   散在介质中，从而可制备出不同粒径的聚合物微球。
            乳液聚合的研究大都集中在低分子量合成工艺及产                             傅智健等    [62] 以 PDMC 为分散剂，偶氮二异丁脒盐酸
            品性能方面，对于低特征黏度聚合产物的研究集中                             盐为引发剂合成了 P(DMC-AM)水包水乳液，并研
            在测试方法和聚合工艺上，而缺乏高特征黏度聚合                             究了分散剂含量、硫酸铵含量、单体总含量及其配
            产物的具体合成工艺。如高庆等               [56] 以白油为连续相,         比、引发剂含量、反应温度对分散聚合的影响，得
            Span、Tween、OP 为乳化剂，进行了 P(DMC-AM)                   到了各影响因素之间的协同规律，所制得的聚合物
            的反相乳液共聚合反应。考察了乳化剂种类及用量、                            特征黏度达到 10~11  dL/g。尽管采用较为新颖的实
            引发剂种类及用量、油水比、单体质量分数等因素                             验室手段对 P(DMC-AM)的聚合工艺或机理进行了
            对所得产物分子量的影响，得到特征黏度为 8.78                           研究，但所得聚合物的特征黏度偏低，对共聚物合
            dL/g，单体转化率为 94.24%的 P(DMC-AM)乳液产                   成过程的单体转化率、分子量分布及序列结构等都
            品。虽然报道了具体合成工艺，但采用复合引发体                             未涉及，距离工业化应用尚有距离。
            系，产物特征黏度值偏低。赵文辉                 [57] 用氧化还原引
                                                               3    P(DMC-AM)聚合物的应用
            发体系，在氧化还原剂用量 1%、乳化剂（Span-80
            和 Tween-80）HLB 值 10.5、聚合温度 65  ℃条件下，
                                                                   阳离子型聚丙烯酰胺作为高分子聚电解质，其
            反应 6 h，得到阳离子度为 25.5%，相对分子质量为
                                                               水溶液带正电荷，作为絮凝剂使用时，可同时发挥
            1500 万（未标明测试方法）的 P(DMC-AM)产物。
                                                               吸附架桥和电中和双重作用，使用后易于降解，环
            这是采用乳液聚合方法制备 P(DMC-AM)得到的相
                                                               境友好，尤其适用于处理有机质含量高的工业废水、
            对分子质量较高的文献报道，但是没有具体的测试
                                                               城市污水、石油开采、印染等行业                [63-64] 。其中，用
            方法，也无特征黏度和相对分子质量换算公式，无                             量最大的两种阳离子型聚丙烯酰胺是 P(DAC-AM)
            法进行比较。GE 等        [58-59] 以 Span80 和壬基酚聚氧化         和 P(DMC-AM)。从单体结构来看，两者只相差一
            乙烯醚（OP）为复合乳化剂，以煤油为连续相进行
                                                               个甲基，其应用领域相差不大，在实际应用时往往
            了 AM 与 DMC 的反相乳液聚合，在辐射引发体系
                                                               没有进行区分，市售商品也没有进行特意说明。但
            下研究了引发剂用量、单体含量、乳化剂用量及反
                                                               化合物结构不同，其理化性质及应用领域和应用效
            应温度等对单体转化率和产物特征黏度的影响，得                                   [9]
                                                               果不同 。在实验研究时，发现针对不同性质的废
            到了聚合速率方程和总活化能。产物 P(DMC-AM)
                                                               污水（泥），P(DAC-AM)和 P(DMC-AM)处理效果有
            的特征黏度小于 7 dL/g。从总体来看，用乳液聚合                         显著差异。
            法如何制备得到高特征黏度、系列化阳离子度聚合                                 卢红霞   [54] 对青岛市威立雅水务运营有限公司的
            产物 P(DMC-AM)还需进一步研究。                               污泥（主要含纺织、印染、机械、轻工等工业废水
            2.3    其他聚合法                                       后的剩余污泥）处理时发现，在同等条件下，自制
                 其他聚合方式还有沉淀聚合、分散聚合等，在                          的系列 P(DAC-AM)比自制的系列 P(DMC-AM)絮凝
            工业上一般不常用，而多用于实验室研究。单体和                             后污水透过率更高，脱水率更大，体现其絮凝性能
            引发剂溶于反应介质，而反应生成的聚合物不溶于                             更好。LI 等 用 P(DMC-AM)和 P(DAC-AM)对循环
                                                                         [3]
            反应介质，且从反应介质中析出来的聚合方法称为                             活性污泥进行絮凝脱水实验，以滤饼含水率、污泥
            沉淀聚合。沉淀聚合常采用有机溶剂或盐的水溶液                             比阻、剩余浊度、絮团尺寸和形态作为考察指标分
            作为反应介质。有机溶剂的链转移作用难以合成高                             析比较其絮凝性能，结果发现，P(DMC-AM)相比于
            相对分子质量的聚合物           [52] 。HE 等 [60] 用等离子体引        P(DAC-AM)，在相同投加量下滤饼含水率更低、污
            发，在 K 2 CO 3 -水中通过沉淀聚合，制备了 P(DMC-                  泥比阻和浊度更小，其絮凝脱水效果更好。
            AM)产物，测定了沉淀颗粒尺寸大小及其分布，发                                此外，陈婷婷等       [65] 将自制的系列化阳离子度且
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