天然高分子物質由于具有相對分子質量分布寬、活性基團作用點多、結構多樣化等特點, 易于制成性能優良的絮凝劑。常用的天然高分子按其來源不同大體可分為淀粉衍生物、纖維素衍生物、植物膠改性產物、多聚糖類及蛋白質類等。目前對淀粉的陰離子改性和丙烯酰胺的接枝改性方面的研究已經很多, 但是對天然高分子陽離子改性方面的研究近幾年才成為國內外的熱點。
    用鈰離子作為引發劑, 制備了6種聚丙烯酰胺接枝羥丙基瓜哇膠(HPG)共聚物, 并與3種商用絮凝劑進行了比較, 發現聚丙烯酰胺PAM接枝HPG是非常有效的絮凝劑, 可用于污水處理, 并且指出含有較多、較長聚丙烯酰胺的HPG的絮凝效果較好。利用含有不同氮原子的銨鹽制備了陽離子接枝淀粉, 并指出聚丙烯酰胺的絮凝能力取決于以下2點:1、氮含量, 聚丙烯酰胺絮凝能力從大到小順序為: 季銨>叔胺>仲胺>伯胺; 2、聚丙烯酰胺絮凝劑的化學結構: 經接枝改性比經過醚化的絮凝劑有更好的絮凝能力。絮凝能力隨相對分子質量及氮含量的增加而增加, 在pH為6時比pH為8時有更好的絮凝效果。在NaOH存在下使N-(3-氯-2-羥丙基)三甲基氯化銨反應生成2, 3-環氧丙基三甲基氯化銨陽離子醚化劑, 然后利用其對淀粉進行改性。
    由于我國的天然高分子資源豐富, 因此國內對淀粉的接枝改性也很活躍。用硝酸鈰銨為引發劑, 使玉米淀粉與AM接枝共聚, 再加入甲醛與二甲胺進行陽離子化制得一種新型的陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑( CSGM) 。以N-(2,3-環氧丙基)三甲基氯化銨(GTA)為陽離子化試劑, 采用干法制備了高取代度季銨型陽離子淀粉, 并考察了堿催化劑BZ-1、含水量、反應溫度和反應時間對取代度和反應效率的影響, 當淀粉用量為515g、GTA為3g時, 最佳反應條件為: 堿催化劑1018g、反應溫度60℃、反應時間4h, 反應體系含水質量分數24%, 取代度可達0.56, 反應效率為88%。利用硫酸鈰和過硫酸鉀復合引發體系, 在淀粉上接枝AM和DMDAAC聚合物, 結果顯示, 復合引發體系更能有效地引發聚合, 在造紙過程中添加質量分數為0.05%的該接枝共聚物比陽離子淀粉和具有陽離子度為22%、特性黏度為7.35dL/g的P(AM-DMDAAC)有更好的填料保持效果。利用反相乳液聚合法合成了殼聚糖- 甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨- 丙烯酰胺強陽離子型天然高分子絮凝劑, 接枝率可達42.4%。
    改性天然高分子聚丙烯酰胺可生物降解, 是環保型高分子聚丙烯酰胺型絮凝劑。但是它的可生物降解性也導致了儲存時間短、相對分子質量降低等缺點, 這類絮凝劑遠遠不及有機合成高分子的高效和穩定, 而且陽離子淀粉對溶液pH、濃度和陰離子電荷都很敏感。

本文關鍵詞為：聚丙烯酰胺,天然高分子,改性

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