论文部分内容阅读
羧甲基淀粉本身是一种来源丰富、便宜易得,在食品、医药、石油等行业已经被广泛使用的物质。对羧甲基淀粉通过接枝反应进行改性,不但能够赋予其新的性能,还不会破坏羧甲基淀粉本身所固有的优良特性。把聚丙烯酰胺接枝到母体羧甲基淀粉上所制得的产物是一种新型的有机高分子物质,作为絮凝剂是它在工业生产中的最主要应用。本文对把聚丙烯酰胺接枝到母体羧甲基淀粉上的合成及应用进行了以下研究：(1)通过实验对四种不同种类的引发剂硝酸铈铵、高锰酸钾、过硫酸钾、混合引发剂过硫酸钾-无水亚硫酸钠进行筛选,最后选出引发效果较好的引发剂为混合引发剂过硫酸钾-无水亚硫酸钠,其中过硫酸钾与无水亚硫酸钠的摩尔比为3：1。(2)以接枝率、接枝效率为考察指标,进行单因素实验。从单因素实验的结果分析上得出影响接枝反应的主要因素为：羧甲基淀粉与单体丙烯酰胺的用量比、引发剂过硫酸钾-无水亚硫酸钠的浓度、接枝反应时间和接枝反应温度。(3)在单因素的基础上设计正交实验,并以接枝率、接枝效率以及聚合物分子量为考察指标。由正交实验得出羧甲基淀粉与聚丙烯酰胺接枝反应的较优条件是：引发剂过硫酸钾的浓度为5.76x10-4mol/L(保持过硫酸钾-无水亚硫酸钠的摩尔比为3：1),接枝反应时间为4h,羧甲基淀粉与单体丙烯酰胺用量比为1：4,接枝反应温度为55℃。四个因素对接枝率、接枝效率以及分子量的影响大小顺序为：羧甲基淀粉与单体丙烯酰胺的用量比>引发剂浓度>接枝反应时间接枝反应温度。(4)从SEM照片中发现接枝反应发生在羧甲基淀粉的表面,从红外光谱谱图中可以进一步证实接枝合成反应的发生,从TG曲线中发现CMS-AM共聚物和聚丙烯酰胺相比要稳定,从CMS-AM共聚物的粘度分析结果来看,和CMS、PAM相比,CMS-AM共聚物是一种粘度大、分子量大的物质。(5)由动力学数据得出在反应的初期该接枝共聚反应速度Rg与各个反应物浓度的关系式为：(6)依据阿伦尼乌斯方程Rg=Ae-Ea/RT通过实验计算得出CMS-PAM接枝共聚反应的接枝反应活化能为18.36KJ/mol。(7)通过烧杯絮凝试验得出CMS-PAM共聚物作为絮凝剂处理活性黑废液时脱色率达到82.06%,较佳处理条件为：投料量0.008g/300mL,初始pH为8,絮凝温度为35℃,絮凝时间为50min。(8)通过烧杯絮凝试验得出CMS-PAM共聚物作为助凝剂处理高岭土模拟废水时去浊率达到86.25%,较佳处理条件为：投料量0.002g/300mL,初始pH为7,絮凝温度为30℃,絮凝时间40min。