摘要
本文对PDA胶体的一次性加料法和活泼单体补加法制备工艺进行了改进研究。以工业单体P_4和简单精制工业单体P_4为原料，加入金属离子螯合剂Na_4EDTA，使用过硫酸铵—亚硫酸氢钠引发体系，探索了一次性加入原料和一次性加入引发剂合成10％和20％阳离子度PDA的聚合反应工艺条件；通过对工艺条件的初步探索实验和正交优化实验，以简单精制工业单体P_4为原料制得10％和20％阳离子度PDA的特征粘度分别为15.50 dL·g~(-1)和10.50 dL·g~(-1)。以工业单体P_4为原料，加入金属离子螯合剂Na_4EDTA，使用过硫酸铵—四甲基乙二胺引发体系，探索了一次性加入引发剂，活泼单体补加法合成30％阳离子度PDA的聚合反应工艺条件；通过对工艺条件的初步探索实验和正交优化实验，制得30％阳离子度PDA的特征粘度和阳离子转化率分别为7.50 dL·g~(-1)和55％。
Preparation technology of polymer PDA by one-stage addition of monomers and stage-addition of active monomers was improved in this paper.Using industrial cationic monomer solution P4 or its simply refined solution as monomer ,and Na4EDTA as a chelate agent for metal ions ,adopting redox complex of ammonium persulfate and sodium hydrogen sulfite as an initiator,polymerization technologies of the PDA with cationicity 10% and 20% were investigated by one-stage addition of monomers and initiator.Through a series of preliminary experiments and orthonormal experiments of technological parameters,the intrinsic viscosity of the PDA product with cationicity 10% and 20% reached 15.50 dL g-1 and 10.50 dL g-1, respectively ,by use of simply refined industrial monomer P4 as a monomer under optimum conditions. Using industrial cationic monomer solution P4 as a monomer and Na4EDTA as a chelate agent for metal ions,adopting redox complex of ammonium persulfate and N,N,N',N'-Tetramethyl-ethylenediamine as an initiator,polyme
rization technology of the PDA with cationicity 30% was investigated by one-stage addition of initiator and stage-addition of active monomers.Through a series of preliminary experiments and orthonormal experiments of technological parameters,the intrinsic viscosity and cationic convertion rate of the PDA product with cationicity 30% reached 7.50 dL-g'1 and 55% under optimum condition, respectively.
引文
1 马青山．絮凝化学和絮凝剂[M]．北京：中国环境出版社，1988：83～100
2 王雅琼．阳离子絮凝剂的合成及絮凝性能．水处理技术，1994,20(5)：294～298
3 赵华章，高宝玉，岳钦艳．二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)聚合物的研究进展[J]．工业水处理，1999，19(6)：1～4
4 俞益平．二烯丙基胺类聚合物的研制和在石油开采中的应用[J]．油田化学，1991，8(3)：194～199
5 Huang S S.Evaluation of chemical structural heterogeneity of cationic acrylamide copolymrs by high performance liquid chromatography[J].J.Chromatography, 1991, 536(1～2):203～209
6 吕爱莉．阳离子聚丙烯酰胺概述[J]．浙江化工，1988，19(2)：36～40
7 肖遥．有机高分子絮凝剂的合成及应用[J]．工业水处理，1994，14(3)：17～19
8 谭明乾，张跃军，曲文超．DMDAAC／AM共聚物合成及其絮凝性能[J]．化工时刊，1999，(12)：15～17
9 张爱华，许振举．二甲基二烯丙基氯化铵—丙烯酰胺共聚物[P]．CN：1 051 366，1991-05-15
10 沈玉曼．新型有机高分子絮凝剂对印染废水处理研究[J]．贵州环保科技，1996，2(1)：18～20
11 马喜平．聚丙烯酰胺类阳离子聚合物的合成及应用[J]．化学世界，1995，(1)：588～591
12 罗文利，刘亚斌．二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺水溶液共聚合[J]．油田化学，1998，15(3)：193～196
13 谭业邦，张黎明．用高分子化学反应合成阳离子聚合物[J]．精细石油化学，1998，(4)：41～42
14 杨通在，刘亦农．阳离子型改性絮凝剂的结构及其性能[J]．塑料工业，1998，26，(2)：116～118
15 Gartner H A, Herbert A. Process for the production of high molecular weight copolymers of diallylammonium monomers and acrylamide monomers in solution[P]. US: 5 110 883, 1992-05-05
16 Jaeger W, Hahn M. Polymerization of water-soluble cationic vinyl monomers[J]. Macromol .Symposium, 1996, (111):95～106
17 张跃军，顾学芳．二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺共聚物的研究进展[J]．精细化工，2002，19(9)：521～527
18 Walter H S, Walter M T. Composition comprising a linear copolymer of a quaternary ammonium compound and an ethylenically unsaturated copolymerizable compound[P]. US: 2 923 701,1960-02-02
19 Sinquin A, Velly M, Durand J P.Process for inhibiting or retarding the formation or hydrates in a production effluent such as natural gas or petroleum gases[P]. EP: 807 806,1997-11-19
20 Allen S D, Lyman L R. Wastewater treatment process and apparatus for high flow impurity removal[P]. WO: 9 823 538,1998-06-04
21 Sivakumar A, Muray E Use of hydrophilic dispersion polymers for oily wastewater clarification[P]. WO:0 004 970, 2000-02-03
22 Hasse R A. Method for dewatering of sludge[P]. US:5 846 435,1998-12-08
23 Guerro G, Dauplaise D.Methods and agents for improving paper printability and strength[P]. US: 5 824 190, 1998-10-20
24 Malhotra S L, Naik K N. Coated xerogtaphic photographic paper[P]. EP: 877 298, 1998-11-11
25 Nguyen D T. Method for inhibiting deposition in pulp and papermaking systems using a composition comprising of polyvinyl alcohol, gelation and cationic polymer[P]. US: 5 723 021,1998-03-03
26 Sutman F J, Chascin K J. Process for making a uniform dispersion of aramid fibers and polymer[P]. WO: 9 902 770,1999-01-21
27 Henderson K F. Polyampholyte coagulant in the papermaking process[P]. WO: 34 581, 2000-06-15
28 Kovyneva R M.Study of the depressing properties of a dimethyldiallylammonium chloride polymer in the flotation of potassium ores[J]. Vestsi.Akad.Navuk. BSSR., Ser.Khim.Navuk., 1981,(6): 107～111
29 Mehrotra V P.Dewatering flocculated coal fines[J].Filtr.Sep.,1982,19(3):197～198,200～201
30 Harmalker S, Klewsaat G, Aldrich T. Skin cleansing composition comprising a mixture of thinkening polymers[P]. US: 6 150 313, 2000-11-21
31 Gosselink E P, Panandiker R K. Laundry detergent compositions with a cationically charged dye maintenance polymer[P]. WO: 0 022 077, 2000-04-20
32 Sime S J.Washing compositions[P].Ep:0 093 601,1983-04-29
33 Liu J C,Wang J,Yusuf M.Ketoconazole shampoo containing butylated hydroxytoluene or butylated hydroxyanisole[P].US:5 456 851,1995-10-10
34 Richard V S,Johnson J R, Burnett J WMethod and composition for protecting against jellyfish stings[P].US:5 958 397,1999-09-28
35 Patel A M.Mild foaming conditioning detergents[P].US:5 747 435,1998-05-05
36 Patel A M, Aldrich T A.Hair conditioning composition[P].US:5 759 527,1998-06-02
37 Decoster S.Detergent cosmetic compositions and use[P].US:6 153 570,2000-11-28
38 Maurin V,Mullei M,Myriam B.Conditioning and detergent composition and use[P].US:6 156 297,2000-12-05
39 United states food and drug administration.Indirect food additive: adjuvants,production adis and sanitizers;antioxidants and/or stabilizers for polymers[J]. Fed.Regist., 1982, 47(169):38274
40 Wang M H. Electroconductive polymer composition[P]. US: 4 282 118, 1981-08-04
41 Odian GPrinciples of polymerization[M]. 2nd Ed .John Wiley & Sons, 1981:15～69
42 徐慧．一种提高PDA胶体相对分子质量的新方法探索[硕士学位论文]．南京：南京理工大学，2003．
43 吴全才PDA阳离子絮凝剂合成及应用的研究[J]．工业水处理，1997，17(4)：40～42
44 王月，王刚，周厚安．有机阳离子高分子絮凝剂的合成及性能评价[J]．精细石油化工进展，2003，4(7)：25～29
45 于兵川，吴洪特，王湘平．二甲基二烯丙基氯化铵—丙烯酰胺共聚物的结构表征[J]．化工进展，2003，22(7)：731～734
46 罗文利，牛亚斌，孙广华，等．高分子量阳离子聚合物的制备[P]．CN：1 246 487A，2000—03—08
47 Gartner H A.Production of high molecular weight copolymers of diallylammonium monomers and acrylamide monomers in an aqueous dispersed phase[P].US: 5 171 783, 1992-12-15
48 谭明乾．阳离子聚丙烯酰胺有机高分子絮凝剂合成与应用研究[硕士学位论文]．南京：南京理工大学，2000
49 邢云杰．几种阳离子度PDA合成工艺的初步研究[硕士学位论文]．南京：南京理工大学，2002
50 刘瑛．20％阳离子度PDA聚合工艺及引发体系的初步研究[硕士学位论文]．南京：南京理工大学，2002
51 顾学芳．30％阳离子度PDA的合成及应用研究[硕士学位论文]．南京：南京理工大学，2001
52 赵华章．阳离子型高分子絮凝剂PDMDAAC与P(DMDAAC-AM)的合成及分析[J]．
精细化工，2001，18(11)：645～649
53 潘祖仁．自由基聚合[M]．北京：化学工业出版社，1983，a：36～42；b：214～217；c：99-101；d：76-77：e：276-278
54 应圣康，余丰年．共聚合原理[M]．北京：化学工业出版社，1984：7～11
55 潘祖仁．高分子化学[M]．北京：化学工业出版社，1997：18～90
56 Ynopsis. Copolymerization of cationic monomers with acrylamide in an aqueous solution[J]. Journal of polymer science, 1986, (24):29～36
57 郭新秋，丘坤元，冯新德．过硫酸盐和脂肪胺引发体系的研究[J]．中国科学B辑，1986，(11)：1121～1128
58 郭新秋，丘坤元，冯新德．过硫酸盐和N，N，N’，N’-四甲基乙二胺引发体系引发烯类聚合机理的研究[J]．高分子学报，1988，(2)：152～156
59 华东理工大学分析化学教研组，成都科学技术大学分析化学教研组．分析化学[M]．第四版．北京：高等教育出版社，1995：138～139
60 永泽满．高分子水处理剂(下)[M]．第一版．北京：化学工业出版社，1983：136～158