[发明专利]水溶性可自由基聚合单体的聚合物、生产该聚合物的方法以及包含该聚合物的絮凝剂

说明书

本发明涉及一种水溶性可自由基聚合单体的聚合物、生产该聚合物的方法以及包含该聚合物的絮凝剂。更具体地说，本发明涉及一种具有窄分子量分布、在分子端部具有硝酰基并可在有机淤渣脱水处理时用作絮凝剂的可自由基聚合单体的聚合物、按照活性自由基聚合反应来生产该聚合物的方法、以及包含该聚合物的絮凝剂。

近年来，由城市废水或通过污水处理而得到的包括生物处理淤渣的有机淤渣的问题在于，脱水所需的脱水剂的量由于有机物质量的增加及腐败作用而增加，但淤渣处理的量并不由于脱水淤渣滤饼的水含量的增加而增加，而且更加难以将淤渣脱水。为了将不易脱水的淤渣脱水，已经尝试各种方法并获知加入有机大分子絮凝剂是有效的。

例如，在日本专利申请公开Showa 63(1988)-158200中，作为一种可降低脱水滤饼中水含量并有助于从滤布中分离脱水滤饼的用于脱水淤渣的方法，已经提出，将有机絮凝剂加入有机淤渣中，然后将两性有机大分子絮凝剂加入pH值已为5-8的该有机淤渣中并将所得淤渣脱水。在日本专利申请公开Heisei 6(1994)-239中，作为一种具有较大淤渣处理能力、能够高回收悬浮固体物质、有助于从滤布中分离脱水滤饼、并能够降低脱水滤饼中水含量的用于将有机淤渣脱水的方法，已经提出，将无机絮凝剂加入有机淤渣中，然后将具有特定胶体当量值以及特定的阴离子量与阳离子量比率的两性大分子絮凝剂加入有机淤渣中，然后将所得有机淤渣脱水。但这些方法的缺陷在于，必须使用大量化学物质，因此增加了成本，此外，该方法能够有利应用的淤渣种类有限，而且装置和操作复杂。

因此，需要这样一种絮凝剂，它可广泛适用于由城市废水和工业废水以及通过污水处理而得到的包括生物处理淤渣的有机淤渣，少量加入就能有效脱水，形成具有较大强度的絮凝体并得到具有低水含量的滤饼。

本发明的目的是提供一种具有窄分子量分布、在分子端部具有硝酰基并可在有机淤渣脱水处理时用作絮凝剂的可自由基聚合单体的聚合物；一种通过活性自由基聚合反应来生产该聚合物的方法；以及一种包含该聚合物的絮凝剂。

为了克服以上问题，本发明人在深入研究后发现，一种具有窄分子量分布的水溶性可自由基聚合单体的聚合物具有优异的有机大分子絮凝剂性能，而且这种聚合物可在硝酰基自由基的存在下，通过水溶性可自由基聚合单体在水溶液中的活性自由基聚合反应而生产。本发明在以上认识的基础上得以完成。

本发明提供：

(1)一种在分子端部具有硝酰基的水溶性可自由基聚合单体的聚合物；

(2)一种生产水溶性可自由基聚合单体的聚合物的方法，包括：在包含硝酰基自由基的水溶液中，在聚合反应引发剂的存在下，将水溶性可自由基聚合单体进行聚合；

(3)如(2)所述的方法，其中所述硝酰基自由基是二叔丁基胺氧自由基、2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基或4-羟基-2，2，6，6-四甲基-1-哌啶基氧自由基；

(4)如(2)所述的方法，其中所述硝酰基自由基不溶于水，并通过将硝酰基自由基溶解到有机溶剂中，随后将所得溶液加入水溶液中而分散于水溶液；

(5)如(2)所述的方法，其中所述水溶性可自由基聚合单体是一种可溶于水的乙烯基单体；

(6)如(2)所述的方法，其中所述水溶性可自由基聚合单体是二烯丙基二烷基卤化铵；

(7)如(2)所述的方法，其中所述聚合反应引发剂是一种氧化还原聚合反应引发剂；

(8)如(2)所述的方法，其中所述聚合反应引发剂是过二硫酸的盐；

(9)如(2)所述的方法，其中所述硝酰基自由基的量为每1摩尔聚合反应引发剂0.01-2摩尔；

(10)如(2)所述的方法，其中聚合反应温度为10-60℃；和

(11)一种絮凝剂，包含按照如(2)所述方法生产的水溶性可自由基聚合单体的聚合物。

图1给出了聚合物B的¹³C-NMR光谱。

图2给出了聚合物C的¹³C-NMR光谱。

图3给出了聚合物D的¹³C-NMR光谱。

在生产本发明水溶性可自由基聚合单体的聚合物的方法中，在包含硝酰基自由基的水溶液中的聚合反应引发剂的存在下，将水溶性可自由基聚合单体进行聚合。按照本发明方法生产的水溶性可自由基聚合单体的聚合物具有窄分子量分布且不合低分子量聚合物。本发明的絮凝剂包含以上聚合物且具有优异的絮凝能力。