淀粉基季铵盐型环保絮凝剂及制备方法技术

一种淀粉基季铵盐型环保絮凝剂，属于环保材料技术领域。该絮凝剂以淀粉为基材，采用长链烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺为单体，以水为反应介质，在复合引发剂作用下，通过溶液化学聚合接枝反应制得一种高效淀粉接枝共聚物。所属絮凝剂原料配方及重量百分比为：淀粉４０～５０ｗｔ％，丙烯酰胺１０～２０ｗｔ％，烷基烯丙基二甲基氯化铵３０～５０ｗｔ％，在氮气保护下，加入引发剂０．０５～１ｗｔ％和助引发剂０．０１～０．０５ｗｔ％。其制备方法包括：（１）制浆工序、（２）单体配制工序、（３）去氧工序、（４）引发工序、（５）反应工序等工艺步骤。通过上述方法制得的絮凝剂不仅具有吸附、架桥、絮凝作用，还兼具抑菌抗藻作用，可广泛应用在石油、城市污泥脱水、造纸、屠宰等行业。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于环保材料
，它涉及一种淀粉接枝丙烯酰胺、烷基烯丙 基二甲基氯化铵共聚物的制备方法。
技术介绍
淀粉是绿色植物进行光合作用的最终产物，是由生物合成的最丰富的可再 生资源，其可再生性已成为人们关注的焦点。淀粉及淀粉化学品具有低毒、易 生物降解、与环境适应性好等特点，在造纸、日化、纺织、石油、食品、建材、 印染、皮革、水处理、水土保持等国民经济众多领域有着广泛的应用。淀粉接 枝共聚物是一类新型的高分子材料。接技共聚反应及共聚衍生物的研究，在淀 粉转化技术中具有独特的意义。以亲水的、半刚性链的淀粉大分子为骨架，与 烯类单体接枝共聚，引入不同官能团或调节亲水(极性)/亲油(非极性)链段结构 的比例，可以得到目标产物的聚合物。它们既有多糖化合物的分子间作用力与 反应性，又有合成高分子的力学与生物作用稳定性和线性链展开能力。因此在 高分子絮凝剂、高吸水材料、造纸工业助剂、油田化学材料、可降解地膜和塑 料等多方面的实际应用中具有优异的性能。近二十年来，国内外淀粉接枝共聚物的研究和开发应用已经得到广泛的开展，并取得了一定的成果。美国专利4010131报道了在以反相乳液为反应介质， 淀粉与乙烯类单体进行接枝共聚反应，所得产品具有很好的稳定性和很高的聚 合物浓度，但同时存在油相回收难等问题。如CN200510059924.X公开了淀粉与 丙烯酸、丙烯酰铵、二甲基二烯丙基氯化铵三元接枝共聚物，上述絮凝剂存在 接枝效率低、残留单体含量高等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原料易得、生产装置简单、工艺条件易控的淀 粉基季铵盐型环保絮凝剂及制备方法。以解决现有技术接枝效率低、残留单体 含量高等问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是以淀粉为基材，采用长链烷基 烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺为单体，以水为反应介质，在复合引发剂作用 下，通过溶液化学聚合接枝反应制得一种高效淀粉接枝共聚物。所属絮凝剂原料配方及重量百分比为淀粉40 50wtX，丙烯酰胺10 20wtX，烷基烯丙基 二甲基氯化铵30 50wt%，在氮气保护下，加入引发剂0.05 lwtX和助引发 剂0.01 0.05wtX，控制温度在40 60°C ，在水相中通过溶液化学聚合接枝反 应2 5h，制得淀粉接枝丙烯酰胺、烷基烯丙基二甲基氯化铵共聚物。所述的淀粉是工业用玉米淀粉。 所述的氮气是普通氮气和高纯氮。所述引发剂均为水溶性复合引发剂，可具体为过硫酸铵一醋酸一尿素、硝 酸铈铵一硫酸亚铁一草酸、高锰酸钾一硫酸一硫酸亚铁、硫酸铈铵一硫酸亚铁 —草酸、过氧化氢一硫酸一硫酸亚铁，其具体配比为0.6 1: 0.7 1: 0.8 1， 引发剂用量为单体用量的0.05 lwt%。所用助引发剂为乙二胺四乙酸、氧化锌，用量为单体用量的0.01 0.05wt%。本专利技术具体聚合工艺步骤为1、制浆工序将40 50wt^的淀粉和定量的去离子水加入装有搅拌器和温 度计的反应釜里，边搅拌边加热，加热至40 6(TC，最后制成淀粉糊。2、 单体配制工序将10 20wt^的丙烯酰胺，30 50wt^的烷基烯丙基二 甲基氯化铵，用定量的去离子水充分溶解，备用。3、 去氧工序在搅拌状态下通入普通氮气，通普通氮气0.5h后改通高纯氮O. 5h。4、 引发工序采用两次引发，先加入0.01 0.05wtX的助引发剂和一定量 的复合引发剂，将配制好的丙烯酰胺、垸基烯丙基二甲基氯化铵通过加药装置 缓慢加入，并采用两次加入方式，间隔时间为0.5 lh，之后将剩余复合引发剂 全部加完。，5、 反应工序聚合反应2 4h后，即得淀粉接枝丙烯酰胺、垸基烯丙基二 甲基氯化铵共聚物。通过上述方法制得的淀粉接枝丙烯酰胺、垸基烯丙基二甲基氯化铵共聚物 特性黏数为600 900mlZg，接枝率为70 95%。该共聚物具有功能性高分子的 特征，它不仅具有吸附、架桥、絮凝作用，还兼具抑菌抗藻作用，可广泛应用 在石油、城市污泥脱水、造纸、屠宰等行业。具体实施例方式本专利技术以淀粉为基材，采用长链烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺为单 体，以水为反应介质，在复合引发剂作用下，通过溶液化学聚合接枝反应制得 一种高效淀粉接枝共聚物。所属絮凝剂原料配方及重量百分比为淀粉40 50wt %，丙烯酰胺10 20wt%，垸基烯丙基二甲基氯化铵30 50wt^，在氮气保护 下，加入引发剂0. 05 lwt^和助引发剂0.01 0. 05wt%，控制温度在40 60 °C，在水相中通过溶液化学聚合接枝反应2 5h，制得淀粉接枝丙烯酰胺、烷基 烯丙基二甲基氯化铵共聚物。本专利技术引发剂配伍组合为过硫酸铵一醋酸一尿素、硝酸铈铵一硫酸亚铁一草 酸、高锰酸钾一硫酸一硫酸亚铁、硫酸铈铵一硫酸亚铁一草酸、过氧化氢一硫 酸一硫酸亚铁，其具体配比为0.6 1: 0. 7 1: 0.8 1，引发剂用量为单体用量的O. 05 lwt%，并采用两次加入方式，间隔时间为O. 5 lh。本专利技术助引发剂为乙二胺四乙酸、氧化锌，用量为单体用量的0. 01 0. 05wt%。先以不同配比的原料、不同配伍组合及用量的引发剂和助引发剂、不同反应温度和反应时间为例，分别叙述如下 将准确称量40wt^的淀粉加入装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250mL三 口烧瓶中，用适量的去离子水在搅拌下溶解，加热至40'C，通普通氮气0.5h后 改通高纯氮0. 5h，加入0. 01wt^的助引发剂乙二胺四乙酸和一定量的引发剂过 硫酸铵一醋酸一尿素，配比为0.6: 0.7: 0.8，引发10min后，将配制好的10wt X丙烯酰胺、50wtX垸基烯丙基二甲基氯化铵通过滴液漏斗缓慢加入，反应0. 5h 小时后将剩余引发剂全部加完，聚合反应3.5h后，即得淀粉接枝共聚物。将准确称量40wtX的淀粉加入装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250mL三 口烧瓶中，用适量的去离子水在搅拌下溶解，加热至45。C，通普通氮气0.5h后 改通高纯氮0. 5h，加入0. 02wtX助引发剂乙二胺四乙酸和一定量的引发剂高锰 酸钾一硫酸一硫酸亚铁，配比为0.7: 0.8: 0.8，引发10min后，将配制好的 15wt^丙烯酰胺、45wt^垸基烯丙基二甲基氯化铵通过滴液漏斗缓慢加入，反 应0.5h小时后将剩余引发剂全部加完，聚合反应3. 5h后，即得淀粉接枝共聚物。将准确称量45wt^的淀粉加入装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250mL三 口烧瓶中，用适量的去离子水在搅拌下溶解，加热至45"，通普通氮气0.5h后 改通高纯氮0. 5h，加入0. 02wt^助引发剂乙二胺四乙酸和一定量的引发剂硫酸 铈铵一硫酸亚铁一草酸，配比为1: 1: 0.9，引发10min后，将配制好的15wt %丙烯酰胺、40wt^烷基烯丙基二甲基氯化铵通过滴液漏斗缓慢加入，反应lh 小时后将剩余引发剂全部加完，聚合反应3h后，即得淀粉接枝共聚物。 将准确称量45wt^的淀粉加入装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250mL三 口烧瓶中，用适量的去离子水在搅拌下溶解，加热至45。C，通普通氮气0.5h后 改通高纯氮0. 5h，加入0. 02wt^助引发剂氧化锌和一定量的引发剂过氧化氢一 硫酸一硫酸亚铁，配比为0.8: 1: 0.9，引发10mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种淀粉基季铵盐型环保絮凝剂，其特征是该絮凝剂以淀粉为基材，采用长链烷基烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酰胺为单体，以水为反应介质，在复合引发剂作用下，通过溶液化学聚合接枝反应制得一种高效淀粉接枝共聚物。所属絮凝剂原料配方及重量百分比为：淀粉４０～５０ｗｔ％，丙烯酰胺１０～２０ｗｔ％，烷基烯丙基二甲基氯化铵３０～５０ｗｔ％，在氮气保护下，加入引发剂０．０５～１ｗｔ％和助引发剂０．０１～０．０５ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘福东，李应龙，
申请(专利权)人：山东国信水处理有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]