陽離子聚丙烯酰胺是由一種陽離子單元和丙烯酰胺非離子單元構(gòu)成的二元共聚物。 從目前的合成方法看，陽離子型PAM絮凝劑的制備方法概括起來可分為兩大類：一是 聚丙烯酰的陽離子改性法；二是丙烯酰胺非離子單體與陽離子單體共聚。
2.6.1聚丙烯釀胺的陽離子改性法聚丙烯酰胺的陽離子改性法是通過曼尼希反應(yīng)在聚丙烯酰胺上引入胺類分子，常用 的有二甲胺、二乙胺、三甲胺等，也有使用哌嗪、N—甲基對二氮己烷。
(1)非離子聚丙烯酰胺水溶液的陽離子化，工藝流程如下：純水、環(huán)氧氯丙烷v非離子丙烯酰胺^聚丙烯酰胺稀溶液^曼尼希加成物,=甲胺陽離子型聚丙烯酰胺乳液該方法采用非離子聚丙烯酰胺為原料，在攪拌的情況下與純水混合配制成5%左右 稀溶液，然后在30?70°C、pH值9?11的條件下加入環(huán)氧氯丙焼，進(jìn)行曼尼希反應(yīng)3.5 h，得到曼尼希加成物，最后在50°C、pH值為9的條件下，加入三甲胺進(jìn)行胺化2h， 得到陽離子化聚丙烯酰胺。該J：藝流程簡單，操作方便，但只能得到陽離子度較低的產(chǎn) 品，而且不反應(yīng)的殘余原料多，在生產(chǎn)過程中容易生成不溶性聚合物，影響產(chǎn)品性能。
(2)對微乳液聚丙烯酰胺進(jìn)行陽離子化，工藝流程如下：乳化劑，反相溶劑^引發(fā)劑、丙烯酰胺^單體乳液^聚丙烯酰胺乳液二甲胺、甲醛士卜酸陽離子型聚丙烯酰胺乳液—曼尼希加成物 用span-tween復(fù)合乳化劑作為聚丙烯酰胺微乳液的乳化劑，HLB值控制在6?8， 乳化劑用量為6%?10%,單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%?60%,聚合溫度為10?30°C，油水質(zhì) 量比為1.5:1?1.7:1。按照上述條件在反應(yīng)器中加入乳化劑、丙烯酰胺水溶液、反相溶 劑，然后進(jìn)行丙烯酰胺反相微乳液聚合，得到聚丙烯酰胺微乳液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為20%〃 30%。在低于45°C的條件下，加入二甲胺、甲醛（質(zhì)量比為1.65:1)進(jìn)行曼尼希加成J應(yīng)3 h得到曼尼希加成物。反應(yīng)完畢，加入鹽酸進(jìn)行中和，調(diào)節(jié)PH值到6,得到陽離 子聚丙烯酰胺微乳液。通過該方法制備的陽離子聚丙烯酰胺溶解時(shí)間短，絮凝性能較好， 但是在產(chǎn)品中二甲胺、甲醛有一定的殘余量，在使用時(shí)由于有機(jī)溶劑的存在會(huì)造成二次污染。
2.6.2丙烯釀胺單體與陽離子單體共聚為了獲得在聚合物性能上達(dá)到某一特定用途的陽離子聚丙烯酰胺產(chǎn)品，通常選用丙 烯酰胺單體與陽離子單體共聚的制備方法。
陽離子聚丙烯酰胺的制備是依據(jù)自由基引發(fā)單體共聚合的反應(yīng)機(jī)理，其技術(shù)的關(guān)鍵 是正確選擇共聚單體，確定最佳的共聚合反應(yīng)體系及聚合工藝條件。常用的陽離子單體 有二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC)、丙 烯酰氧乙基三甲基氯化銨（AETMAC)、甲基丙烯酸-2-(N,N-二甲氨基)乙酯（DM)、丙 烯酸-2-(N，N-二甲氨基)乙酯（DAC)等。
聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC/AM)型聚合物是一種帶有陽離子基團(tuán)的線 型高聚物，它的大分子鏈上所帶的正電荷密度高，水溶性好，絮凝能力強(qiáng)，在污水處理 中用量少，不污染環(huán)境。吳全才采用反相乳液聚合的方法合成了聚二甲基二烯丙基氯化 銨/丙烯酰胺（PDMDAAC/AM)陽離子絮凝劑，反相乳液聚合的方法得到的聚合物相 對分子質(zhì)量高，水溶性好，殘存單體含量低。（PDMDAAC/AM)陽離子絮凝劑可單獨(dú) 使用，也可與無機(jī)絮凝劑并用，將其與無機(jī)絮凝劑復(fù)合使用，會(huì)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，不但絮 凝效果得到提高，而且會(huì)使處理成本降低。對一些陽離子度低，相對分子質(zhì)量較高的 DMDAAC聚合物絮凝劑，這一點(diǎn)顯得尤為重要。張躍軍等采用丙烯酰胺和二甲基二烯 丙基氯化銨（DMDAAC)共聚合得到陽離子絮凝劑PDA，將該產(chǎn)品用于廢紙?jiān)偕旒?廢水的處理，比較了無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁或有機(jī)陽離子聚丙烯酰胺單獨(dú)使用時(shí)和無機(jī) 絮凝劑與有機(jī)絮凝劑配合使用時(shí)處理廢水的效果。結(jié)果表明，無機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑 配合使用時(shí)有很好的處理效果。PDMDAAC/AM類陽離子聚丙烯酰胺生產(chǎn)成本低，可 以降低污水處理的成本，由于其自身的特點(diǎn)，非常適合于處理含油污水、造紙污水、印 染污水等。但是由于該類陽離子單體不活潑，當(dāng)陽離子度高時(shí)，獲得較高相對分子質(zhì)量 的產(chǎn)品存在著一定的難度。
丙烯酰胺除了與陽離子單體二甲基二烯丙基氯化銨共聚外，還可以與其它陽離子單 體共聚得到陽離子絮凝劑。王進(jìn)等采用復(fù)合引發(fā)體系，使丙烯酰胺與DMC共聚合，得 到相對分子質(zhì)量達(dá)700萬的陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑，并將其用于麥草漿的助留助濾試 驗(yàn)，效果很好。丙烯酰胺與DMC、DAC等陽離子單體共聚可以同時(shí)獲得高的相對分子 質(zhì)量和陽離子度，但是此類陽離子單體價(jià)格太高，并具有一定的毒性，而且在稀溶液狀 態(tài)下保存不穩(wěn)定，容易發(fā)生水解反應(yīng)，在一定程度上限制了它的使用。馬青山等t29]采用 丙烯酰胺與丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨共聚合得到一種陽離子絮凝劑，效果良好。孫櫨 霞等以丙烯酰胺和丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為共聚體，進(jìn)行水溶液絕熱聚合，制備t 相對分子質(zhì)量大于1000萬的陽離子型聚丙烯酰胺。丙烯酰胺也可與DM共聚得到陽離 子高分子絮凝劑。該產(chǎn)品對造紙廠中段白水進(jìn)行了絮凝沉降試驗(yàn)，結(jié)果表明其最佳用量、 沉降速度、絮凝后的透光率均隨聚合物的相對分子質(zhì)量、投加量及水體系pH值等因素 的改變而改變。該陽離子絮凝劑在處理造紙中段白水時(shí)兼具有電荷中和及吸附架橋作 用，相對分子質(zhì)量增大可增加吸附架橋作用，使微粒增大而有利于絮凝沉降。另外，該 陽離子絮凝劑在酸性條件下絮凝效果比堿性條件下好，這是因?yàn)楸０放cDM的共聚 物中含有叔胺結(jié)構(gòu)，而叔胺在酸性條件下可與H+結(jié)合而帶正電，從而形成帶正電的銨 離子，因此，該陽離子絮凝劑在酸性溶液中離子性增強(qiáng)而有利于絮凝沉降。
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