[发明专利]一种基于再生纸浆的环境友好型絮凝材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于再生纸浆的环境友好型絮凝材料的制备方法。采用方法的要点是将再生纸浆纤维素与聚二烯二甲基丙基氯化铵经自由基聚合，制备得到以再生纸浆纤维素为主链、聚二烯二甲基丙基氯化铵为支链的环境友好型絮凝材料。本发明利用再生纸浆纤维素作为原料，变废为宝，提高了纤维素资源的利用效率，为再生纸浆资源的利用开辟了新方向；且在保证良好絮凝能力同时，降低了絮凝材料的生产成本、提高了经济效益；二次纤维的回收利用可减少污染、保护环境，还可以缩短絮凝材料产品在自然环境中的降解周期，具有重要的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种絮凝材料的制备方法，特别涉及一种基于再生纸浆的环境友好型絮凝材料的制备方法，属于有机高分子材料制备技术领域。

背景技术

近年来，印染、造纸等工业的迅速发展，消耗大量水资源、产生大量废水，因此需要对其产生的废水及时进行有效的处理。用于废水处理过的方法很多，如离子交换法、生化法、电渗析法、絮凝沉淀法、化学氧化法、吸附法、膜过滤法等，其中成本最低、工艺最简单的即为絮凝沉淀法，而絮凝剂是絮凝沉淀法的关键因素。目前，絮凝剂的种类丰富，包括有无机低分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂、合成高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂等。其中，聚二烯二甲基丙基氯化铵应用较为广泛，属于合成高分子絮凝剂，属于强阳离子聚电解质,阳离子密度较高，但也存在一些缺陷：(1)属于石油加工产品，资源有限、不可持续；(2)呈直链状线性结构，捕获悬浮颗粒的能力相对较弱；(3)在自然界中可生物降解性能较差。因此，需要一种资源丰富、可持续，能与聚二烯二甲基丙基氯化铵形成交联网状结构，可生物降解性好的高分子替代部分聚二烯二甲基丙基氯化铵，制备环境友好的新型絮凝材料。

纤维素作为地球上最为丰富的可再生资源之一，富含活性基团，便于化学改性。当前工业发展水平下，纸与纸板消费量大，以致废纸的产生量也很大，将废纸加工成再生纸浆，利用再生纸浆纤维素作为原料，可以实现变废为宝，提高纤维素资源的利用效率，为再生纸浆资源的利用开辟新的方向。将再生纸浆纤维素与聚二烯二甲基丙基氯化铵经自由基聚合生成一种以纤维素半刚性链为骨架，以柔性聚二烯二甲基丙基氯化铵为支链的环境友好型絮凝材料，在保证良好的絮凝能力同时，可降低絮凝材料的生产成本、提高经济效益；且二次纤维的回收利用可减少污染、保护环境，还可以缩短絮凝材料产品在自然环境中的降解周期，具有重要的经济和环境效益。

在纤维素基絮凝剂制备领域，中国专利(CN 201811009449)“一种超支化木质素接枝阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂及其制备方法”以丙烯酰胺、阳离子共单体为原料，在水中通过自由基聚合反应，制备末端带卤原子的阳离子聚丙烯酰胺预聚物，再将预聚物和木质素混合溶于碱液反应，得到具有优良絮凝性能的超支化木质素接枝阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂；中国专利(CN 201811357062)“一种环保生物基絮凝剂的制备方法”将预处理棉花籽壳改性淀粉再与柠檬酸钠反应，用冰醋酸调节pH，合成一种环保生物基絮凝剂；美国专利(US19970897164)“Method for manufacturing grafted polyacrylamide flocculant ofcationic/ampholytic ions”以淀粉或微晶纤维素为骨架，以高锰酸钾为引发剂，水解后与烷基氨基甲醇反应合成一种阳离子/两性离子接枝聚丙烯絮凝剂；美国专利(US201514591939)“Use Of Celluloses In Water Treatment”将水源水与改性纤维素、混凝剂和(或)絮凝剂混合，向处理过的水提供有效数量的改性纤维素，以提高水的处理效率；美国专利(US201715782585)“Effluent Treatment Mixture”利用一种混凝剂-絮凝剂混合物处理水介质中含有颗粒的废水，以便于将所述颗粒与所述水介质分离。截至目前，还未见到利用再生纸浆纤维素与聚二烯二甲基丙基氯化铵通过自由基聚合制备环境友好型絮凝材料的相关工艺技术出现。