Page 28 - 《精细化工》2020年第4期

·662· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

系列化特征黏度的 P(DAC-AM)和 P(DMC-AM)对铝 元有一定规则的共聚物可以发挥各部分组分间的协
灰法制聚铝工艺产生的废泥浆进行絮凝脱水实验， 同作用，大幅提高聚合物的利用率和应用效能。目
以泥浆的絮凝现象为判据，对不同离子度、不同特 前 ，只有少 量文献对 合成特定 序列分布 的
征黏度的絮凝剂进行筛选；进而，以滤饼含水率、 P(DMC-AM)产物进行了调控研究，但微观结构是否
上清液的 COD Cr 、透过率和 Zeta 电位为考核指标， 和设想一致还未真正检测出来。一般认为，反相微
研究了 P(DAC-AM)和 P(DMC-AM)的投加量与絮凝 乳液聚合产物的序列分布比较其他聚合方法所得聚
脱水效果之间的关系。结果发现，P(DAC-AM)和 合物的平均组成更均一 [66] 。可以通过添加模板、选
P(DMC-AM)都能在该体系中分散并破坏原有含水 用合适的聚合方法、修饰单体结构、采用改变加料
胶体平衡，达到一定的絮凝脱水效果，但 P(DAC-AM) 方式等工艺条件来调控聚合产物的序列分布，满足
的 处理效 果更 明显， 泥饼 呈松散 块状 ，比 用 不同用途聚合产物合成及其用途开发的要求。
P(DMC-AM)处理体积降低 13%，多回收 16%的聚合 4.3 实际应用差异问题
氯化铝溶液产品。 在阳离子聚丙烯酰胺的实际应用中，一般
对这些例子进行分析，发现当来自于无机、印 P(DMC-AM)和 P(DAC-AM)没有进行区分，市售商
染、机械、轻工等工业的废污水（泥）含有大量无 品也没有进行特殊说明。但化合物结构不同，其理
[9]
机小分子时，絮凝脱水用 P(DAC-AM)效果优于 化性质、应用领域和应用效果将会不同 。在实验
P(DMC-AM)，而经生化处理的剩余污泥含有大量由 研究时 ，发 现针对 不同 性质的 废污 水（泥），
有机质、细菌、胶体等组成的复杂性生物絮凝体， P(DAC-AM)和 P(DMC-AM)处理效果有显著差异。
用 P(DMC-AM)絮凝脱水效果会优于 P(DAC-AM)。 到目前为止，产生这种差异的原理还不明确，只推
然而到目前为止，产生这种差异的原理还不明确， 断是因为 DMC 在结构上较 DAC 多一个甲基，使其
只推断是 DMC 在结构上较 DAC 多一个甲基，使其聚 聚合物亲油性较强，因而对有机废水的处理效果更
合物亲油性较强，因而对有机废水的处理效果更好。 好。在今后研究中，深入研究不同聚合物种类对不
同性质废污水（泥）应用效能规律，分析掌握其作
4 P(DMC-AM)研究中的问题与展望
用机理，实际应用时从废污水（泥）性质着手选择
到最适合的药剂将是一个重要的研究趋势。
近年来，在采用多种聚合方法条件下，P(DMC-
AM)聚合产物相对分子质量已得到大幅提高，与 参考文献：
P(DAC-AM)应用差异也逐渐引起重视。但是，在其 [1] NGUYEN K M, TRAN C T, NGUYEN A T, et al. Effect of
产物的合成和工业应用方面还存在诸多的问题亟需 polyDADMAC on aggregation of clay-size particles in red mud:
Implications for immobilization practices[J]. Ecotoxicology and
解决。 Environmental Safety, 2019, 168: 192-197.
4.1 系列化聚合物产品的研发 [2] FU X Q, CHEN T T, XU X, et al. Thermal stability and
decomposition kinetics of poly(methacryloyloxyethyl trimethyl
聚合物的应用领域和效果取决于单元结构和相 ammonium chloride- co-acrylamide)[J]. Journal of Macromolecular
对分子质量，不同的阳离子度和不同的相对分子质 Science Part B-Physics, 2019, 58(8): 659-672.
[3] LI F, ZHENG H L, WANG Y L, et al. Ultrasonic-template
量的 P(DMC-AM)有着不同的嵌段结构和长度，从
technology inducing and regulating cationic microblocks in CPAM:
而对应着不同的性质和应用性能。目前，市售的 Characterization, mechanism and sludge flocculation performance[J].
P(DMC-AM)产品主要应用于造纸、废污水处理和污 RSC Advances, 2017, 7(38): 23444-23456.
[4] MA J Y, FU K, FU X, et al. Flocculation properties and kinetic
泥脱水，其阳离子度不同的产品虽已有分布，但主 investigation of polyacrylamide with different cationic monomer
要集中在中、低阳离子度的水平上，并且各种阳离 content for high turbid water purification[J]. Separation and
Purification Technology, 2017, 182: 134-143.
子度下的不同相对分子质量品种十分有限，缺乏同 [5] CABESTANY J, TROUVE C. Strong cationic polyelectrolytes in a
一阳离子度下系列化相对分子质量的市售商品。因 powder from acrylamide and quaternized or salt-combined
dimethylaminoethyl acrylate and their use for flocculation of
此，系列化阳离子度和相对分子质量 P(DMC-AM)聚 solid-material suspensions and the coalescence of emulsions:
合物的合成工艺和产业化的深度研发显得尤为重要。 FR2471391A1[P]. 1981-09-18.
[6] NISHIKAJI T, WATANABE K, SAWAYAMA S, et al. Trimethyl
4.2 聚合物序列分布问题 ammonioethyl methacrylate: DE2608868A1[P]. 1976-08-13.
共聚物分子结构设计中除了阳离子度和相对分 [7] KUJAWA P, ROSIAK J M. Pulse radiolysis of 2-[(meth acryloyloxy)
ethyl] trimethylammonium chloride in aqueous solution[J]. Radiation
子质量外，控制共聚物序列分布也是需要重点关注
Physics and Chemistry, 2000, 57(6): 559-563.
的方面。普遍的合成方法在聚合反应的链增长过程 [8] ARNDT P J, LOWITZ J, WENZEL F. Liquid, directly polymerizable
mixture of acrylamide and quaternary products of tertiary aminoalkyl
中具有一定的盲目性，从而导致制备出的共聚物中
esters or tertiary aminoalkyl amides of acrylic or methacrylic acid:
单体单元无规则排序。在某些实际应用中，单体单 DE2848627B1 [P]. 1980-02-08.