[发明专利]盐水介质中紫外光引发制备抗菌阳离子聚丙烯酰胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗菌阳离子聚丙烯酰胺的制备方法，尤其涉及紫外光引发盐水介质中丙烯酰胺与双阳离子Viologen单体分散共聚制备高电荷密度的抗菌水溶性聚合物，属于水分散聚合技术。

背景技术

聚丙烯酰胺(PAM)是一种重要的、用量很大的一类水溶性聚合物，其优良的水溶性、增稠性、化学反应性以及改性产品的多样性，使其在油气开采、工业水处理、造纸、食品加工、建材、化妆品、纺织、清洁剂等领域都有广泛应用。

PAM通常以水溶液、固体粉剂或反相乳液和反相微乳液形式使用，在合成与使用中均存在一些不足。如PAM水溶液固含量一般比较低，且分子量不易控制，运输成本高；粉末产品需要专门干燥设备经干燥处理后方可制得，且使用时溶解时间长、易生成“鱼眼”状不溶物，降低了有效成分，同时现场易产生粉尘和挥发，给操作和管理带来不便；PAM反相乳液或微乳液体系使用烃类溶剂和乳化剂，不仅使生产成本提高，而且对水系统和环境易造成污染，这些缺点使PAM的应用受到很大限制。

近年开发的水分散型PAM制备方法，将水溶性单体在盐水介质中分散聚合，形成的水溶性聚合物微细溶胀粒子分散在水介质中形成稳定分散体，具有聚合物浓度高，本体(表观)粘度低，流动性好、无二次污染、易操作处理和能快速溶于水等优点(Cho M S，Yoon K J，Song B K.J Appl Polym Sci，2002，83：1397-1405；Song B K，ChoM S，Yoon K J.J Appl Polym Sci，2003，87：1101-1108；Chen D，Lin X，Yue Y et al.Eur Polym J，2006，42：1284-1297)，在造纸行业的助留助滤、纸张增强、废水处理以及市政工程中的污泥脱水等领域有广泛应用前景，因而受到国内外研究者们热点关注。

通常丙烯酰胺(AM)分散聚合的反应介质为低碳醇/水混合物(Ye Q，Zhang ZC，Ge XW.Polym International，2003，52：707-712)，使用盐水溶液为分散介质则可避免使用有机溶剂对环境造成污染，因而是一种更加经济和环保的PAM制备方法。在众多PAM产品中，阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)具有优良的除浊、脱色性能，特别适合于污泥脱水、有色废水处理及胶体物质含量高的废水处理。用作污水处理絮凝剂时可与体系中微粒通过电性中和、吸附架桥和包络作用来使固体微粒脱稳、絮凝，还可与带负电荷的溶解物反应生成不溶物，使微粒絮凝沉淀，使水中总含碳量降低。此外，CPAM用做纸张增强剂、助留助滤剂时，也具有非常明显的应用效果。

与AM共聚合成CPAM时，一般所用阳离子单体为(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)以及丙烯酸二甲氨基乙酯氯甲烷(DAC)等季铵盐类阳离子单体(郭睿威，赵宗峰，金启明.化学工业与工程，2007，24(2)：129-133)。Song等(Cho M S，Yoon K J，Song B K.J ApplPolym Sci，2002，83：1397-1405；Song B K，ChoM S，Yoon K J.J Appl PolymSci，2003，87：1101-1108)研究了硫酸铵水溶液中AM与丙烯酰乙氧基二甲基苯甲基氯化铵(AODBAC)的共聚分散聚合；Chen等(Chen D，Lin X，Yue Y et al.Eur Polym J，2006，42：1284-1297)研究了硫酸铵和氯化钠水溶液中AM与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)的分散聚合。冯玉军、郭睿威及蒋拥华等(冯玉军，吕永利，张胜等。油田化学，2007，24(1)：42-47；郭睿威，赵宗峰，金启明.化学工业与工程，2007，24(2)：129-133；蒋拥华，汪海波，李绵贵等。.精细与专用化学品，2007，15(16)：6-10)以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯氯化苄季铵盐(DMBCQ)为阳离子单体，在盐水溶液中与AM进行分散共聚，并研究了所得CPAM在水处理中的应用。