微波辐射技术作为一种特殊的合成技术,具有加热均匀、高效,合成时间短,能源消耗低,反应产率高,工艺设备简单等优点,近年来在化学合成领域应用广泛,具有很好的研究价值。
研究微波辐射技术应用于聚丙烯酰胺的水溶液聚合,制备阴、阳两种离子型的聚丙烯酰胺。首先,以丙烯酸钠与丙烯酰胺作为反应单体,利用微波辐射技术进行水溶液聚合,合成阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)。在反应体系总质量30g的条件下,分析单体浓度、交联剂的用量、引发剂的用量、反应体系中和度、微波功率和温度对聚合产物分子量的影响。得到较佳反应条件为：单体浓度为19%,交联剂用量为0.002%,引发剂用量为0.05%,反应体系中和度为80%,微波反应器设定功率140W,微波反应器设定温度35℃,丙烯酸钠与丙烯酰胺单体摩尔比1：3。此外,APAM对高岭土模拟水样絮凝性能实验的研究表明APAM絮凝效果较好,去浊率可达73.85%。
其次,以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)与丙烯酰胺作为反应单体,利用微波辐射技术进行水溶液聚合,合成阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)。在反应体系总质量30g的条件下,分析了DMDAAC与丙烯酰胺的质量比、交联剂的用量、引发剂的用量和单体浓度对聚合产物分子量的影响。得到较佳反应条件为：DMDAAC与丙烯酰胺的质量比为1：3,引发剂用量为0.100%,交联剂用量为0.002%,单体浓度为22%。此外,CPAM对高岭土模拟水样絮凝性能实验的研究表明CPAM絮凝效果良好,去浊率可达87.01%。
采用常规水溶液聚合法制备阴离子型聚丙酰胺(APAM),并与微波辐射法制备APAM进行比较分析。实验结果表明,制备相同分子量的聚丙烯酰胺,微波辐射法制备的过程所需时间仅为5min,常规水溶液聚合法制备的过程则需要4h。在反应体系总质量30g的条件下,常规水溶液法制备APAM的较佳条件为：单体浓度为22%,反应体系中和度为80%,丙烯酸钠和丙烯酰胺的摩尔比为1：3,反应温度30℃,引发剂用量为0.075%,交联剂用量为0.001%。
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