丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物物化性能和制備方法

時間：2023-03-24 18:42:55來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物物化性能和制備方法

[db:作者] / 2022-12-28 00:00

[物化性能]丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物屬于陽離子型絮凝劑，是一種帶有陽離子基團的線性高聚物，它的大分子鏈上所帶的正電荷密度高，具有水溶性好、絮凝能力強、用量少、不污染環境等優點，已被廣泛用于廢水處理。

[制備方法]丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物是由丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化銨通過自由基聚合成的共聚物，反應式如下：

丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化銨共聚物可通過水溶液聚合、反相乳液聚合兩種方法來制取，在共聚過程中，應注意兩種單體在反應過程中的活性差異，避免因兩種單體在長鏈上分布不均，引起的組分差異;另外，也要防止少量的二烯丙基二甲基氯化銨(DMDAAC)單體因側基雙鏈引發支化產生交聯聚合物，所導致的共聚物水溶性下降的缺陷。

(1)水溶液聚合

羅文利等以過硫酸鹽/脂肪胺氧化還原體系和特殊助劑引發二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)水溶液共聚合，制成了分子量較高且速溶的粉狀共聚物。

步驟為將DMDAAC、AM、去離子水和助劑加入聚合瓶，攪拌溶解，脫氧，加入過硫酸鹽/脂肪胺引發劑，置于恒溫水浴中聚合反應4h，得到具有彈性的透明膠狀體，經造粒、烘干、粉碎、過篩，得到粉狀共聚物。

常青采用補加活潑單體法制得二甲基二烯丙基氯化銨丙烯酰胺共聚物。步驟為將一定量的DMDAAC單體溶于一定量的蒸餾水中，控制溫度為20℃，充氮氣20min，加入由A，B兩組分組成的復合引發劑，其中A組分2%，B組分6%。在氮氣保護下加入一定量的AM單體溶液，加量按AM與DMDAAC比率為0.22估算，并每隔10min補加一次，直到加完為止。此時單體總摩爾比為1：1，單體的最終總濃度達40%。以甲醇稀釋后于丙酮介質中析出聚合物，分離后于70℃下恒溫干燥。

(2)反相乳液聚合

反相乳液聚合是用非極性溶劑為連續相，聚合單體溶于水，然后借助于乳化劑分散于油相中，形成“油包水”(W/O)型的乳液而進行聚合。它為水溶性單體提供了一個具有高聚合速率和高分子質量產物的聚合方法。采用反相乳液聚合法可以制備丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物乳液和固體兩種產品。

吳全才以偶氮二異丁腈(AIBN)、過硫酸銨(APS)和亞硫酸鈉(SS)復合引發體系，利用反相乳液聚合法合成高固含量、高分子質量丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物膠乳產品。

具體步驟：在500mL四口瓶中安裝攪拌器，導氣管，冷凝器并置于超級恒溫水浴槽中；將鏈烷烴、復合乳化劑及單體水溶液，用超高速剪切乳化機乳化，移入四口瓶中除氧30min，加入復合引發劑APS/SS/AIBN在30～60℃下反應4～6h，然后脫溶劑降溫出料；當單體的質量濃度為46.5%左右，二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺單體的摩爾比為2：8，引發劑用量為單體總質量的0.05%時，所制備的共聚物膠乳的特性黏數為854.2dL/g，固含量為43.5%，產品的溶解時間小于3min，而且丙烯酰胺單體的含量≤0.7%。

廖剛用反相乳液聚合的方法合成的水溶性陽離子型聚合物二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)的共聚物。該聚合體系以煤油為分散介質，以Span80和OP10為乳化劑，以過硫酸鈉和亞硫酸鈉為引發劑。在油相/水相(V/V)為30：70、水相單體質量濃度為60%、DMDAAC：AM為1：1、乳化劑用量為6%、引發劑用量為0.2%、聚合溫度為30℃的條件下聚合12h，聚合物的特性黏數達2.56dL/g。

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