陰離子型絮凝劑是官能團含有梭酸基，并帶有混凝技術負電荷，或含有磺酸、磷酸或竣酸官能團的聚合物。由 于攜帶較多電荷，其大分子鏈在水中較為伸展，增大 了與水中懸浮顆粒進行吸附、架橋的能力，因而絮凝 效果好被廣泛應用于污水處理領域。水解聚丙烯酰胺 (PHP)作為一種常用的陰離子型絮凝劑，是丙烯酰胺 與水溶性陰離子單體形成的共聚物。由于其高分子鏈 長，攜帶官能團多，可以間時吸附在多個顆粒上，將 它們連接起來形成大團顆粒可發生絮凝。絮凝劑與懸 浮顆粒間的相互作用一般為靜電力、氫鍵、共價鍵等 共同作用，而何種力起主要作用則根據絮凝劑性質、 懸浮顆粒性質、水溶液的性質決定。由于膠體顆粒在 一般情況下帶負電荷，因此陽離子型高分子絮凝劑對 膠粒同時具有電中和、降低毛電位和吸附架橋的作 用，而陰離子型、非離子型高分子絮凝劑則以吸附架 橋作用為主，同時陰離子基團可以促進無機懸浮物的 沉降[1]。近十年來，我國聚丙烯酰胺的工業化技術發 展較快，聚合物的工業化水平有較大提高，但與國外 相比仍存在較大差距[W]。陰離子型聚丙烯酰胺可以 通過內烯酰胺、丙烯酸的共聚合工藝實現，但相比較 而言，國外工藝條件成熟，價格低廉，而國內由fT. 藝條件相對落后而價格昂貴，這也止是國外廣泛采用 共聚合工藝生產高分子量聚內烯酰胺，而國內共聚合 工藝未能獲得工業化生產的主要原因。因此，我國在 實驗室研究的基礎上，必須加大對聚合物生產工藝和 工業化技術的開發應用。
1材料與方法1.1混凝劑制備實驗實驗通過水溶液聚合法制備陰離子型聚丙烯酰 胺，并使用流動狀膠體作為絮凝藥品，將烘千產物 作為最終產物。先稱取一定量丙烯酸（AA)和氫氧 化鈉在三口燒瓶中反應生成AA-Na，冷卻，通入氮 氣保護。然后加入定量丙烯酰胺和相應復合引發劑 體系及助溶劑。定速攪拌，反應生成膠水狀液體， 倒出并冷卻成膠狀物。于85 °C烘箱中熱風干燥2 次共2.5 h，得最終產物。考察反應溫度、復合引發 劑體系用量、pH值等因素對所得聚丙烯酰胺產物分 子量大小的影響，測試最終產物的固含量和分子量。 1.2固含量的測定稱量干凈燒杯并精確至0.0001 g，計為％。在 燒杯中加入5g產品，再次稱重，計為fTd+HS。將燒 杯放入烘箱中于85 °C干燥2 h，取出燒杯放入干燥 器中冷卻。稱量裝有干燥后產品粉末的燒杯重，計 為Fd+DS，制備產物的固含量由式（1)計算得到。
固體含量％ =心邡_ % x 100%(1)
?d+HS-^1.3黏均分子量的測定配制緩沖溶液：稱取磷酸氫二鈉（含12個結晶 水）67.11 g，氯化鈉116.9 g，檸檬水1.335 g，分別 溶解并移入1000 mL瓶中，定容至刻度。
配制試樣溶液：在100 mL燒杯中加入膠樣1? 2 g，加入50 mL水溶解。
配制3種試樣溶液：分別稱取4g、6g、8g產 品放入3個100 tnL容量瓶中，加入50 mL緩沖溶 液并稀釋至刻度，其濃度分別為q^O.04 g/mL、 CzMO.OG/mL、C產0.08/mL。
配制交白溶液：取緩沖溶液50 mL至100 mL 容最瓶，稀釋至刻度。
測定步驟：用稀釋型烏氏黏度計在30 °C恒溫水 槽中測定空白溶液及上述3種試樣溶液的流動時 間，每種各測3次，每次誤差不超過0.2s，取3次 測定結果的算術平均值作為溶液流經時間，分別記 為‘ b r3。增比黏度由式（2)計算得到。
⑵*0式中，rsp為增比黏度；/為試樣溶液的流經時 間；~為空白溶液的流經時間。
黏度值由式（3)計算：式中，C為被測溶液的濃度，％。以Frcd對C 作闖，當00時讀出縱坐標截距數值，該值即為特 性黏數值/F (極限黏度值）。相對分子量由式（4) 根據/F值計算得出聚合物的黏均分/量。
/F=3.73X104MW°-66(4)
2結果與討論2.1初始反應溫度對分子量的影響混凝劑的組成：丙烯酸13.232 g，去離子水 147.8 g，氫氧化鈉7.352 g，丙烯酰胺61.25 g，氧 化劑過硫酸銨0.758 40 g/L 0.5 mL，還原劑硫酸亞 鐵銨0265 25 g/L 0.5 mL,引發劑偶氮二異丁腈0.4 g，甲醇0.115 g，單體總含量31.5%。
改變初始反應溫度，所得聚丙烯酰胺混凝劑的 分子量如表1所示。
表1初始反應溫度與分子量的關系初始反應溫度廠C/i/mintavernrj/minIV黏均分子最Mv/萬1510.9213.5216.0117.9712442010.7013.1715.7416.8511292510.3813.0415.4915.389833010.1612,8515,3314.26876359.8412.7114.8713.05766注：為實驗測試方便所取樣品為出現凝固狀后15 min取出的聚合物。
由表1可知，所得混凝劑的黏均分子量隨初始 反應溫度的升高而降低，該結果可用自由基聚合的 反應動力學加以解釋，隨溫度升高聚合度降低，因 此聚丙烯酰胺分子量呈下降趨勢。得到本實驗最佳反應溫度約為15°C。
2.2偶氮引發劑對分子量的影響改變混凝劑中偶氮引發劑的用量，其它組分質 量同2.1節，初始反應溫度為15°C時，所得聚丙烯 酰胺的分子量如表2所示。
表2偶氮引發劑與分子量的關系偶鉍引發劑wa/g“/minh/min ^/minIV黏均分子M Mv/萬0,210.6013,1415.5116.6011040.410.9213.5216.0117.9712440.610.9813,5616.4217.7712250.810.6613.0515.4716.8911231.010.7312.9915.6816.931137表中數據表明當偶氮引發劑用量大于0.4 g后， 所得聚丙烯酰胺混凝劑的分子量并無明顯。的增長。 當偶氮引發劑使用量達0.8 g以上時，反應結束后的 膠體中有明顯未溶解的偶氮引發劑，因此本研究中 偶氮引發劑的最佳用量取為0.4 g。
2.3不同配比氧化還原引發劑對分子量的影響 改變氧化還原引發劑配比關系，引發劑偶氮二異 丁腈固定為0.4 g，其它組分質量N 2.1節，初始反應 溫度為15°C時，所得聚丙烯酰胺的分子量如表3所示。
表3 不同配比氧化還原引發劑與分子量的關系氧化還原引發劑 配比關系A/min/3/minW黏均分子 量版力*4：111.2113.7517.5417.6812143：211.1914.1817.3718.1712671：110.9213.5216.0117.9612442：310.5212.7115.3416.0210461：410.3612,6915.4015.601005由表3可知，當氧化還原引發劑配比為2 : 3時 所得聚內烯故胺的分子量達到1267萬。數據表明引 發劑的用量對聚丙烯酰胺分子量的影響呈先增長后 降低的趨勢，這與自由基共聚合的反應機理是一致 的。氧化劑與還原劑可獨立保存，都具有很高的穩定 性，其優點是引發反應的活化能較低，因而可在較低 溫度引發聚合，伹還原劑易于參與鏈轉移反應，從而 降低聚合物的分子量，因此還原劑的用量要少于氧化 劑。本實驗最終選用氧化還原引發劑配比為3: 2。 2.4不同pH值對分子量的影響氧化還原引發劑配比為3 : 2,其中氧化劑過硫酸銨0.758 40 g/L 0.6 mL,還原劑硫酸亞鐵銨 0.26525 g/L 0.4 mL,引發劑偶氮二異丁腈0.4 g,初始反應溫度為15 X：，其它組分質量同2.1，用10% 氫氧化鈉溶液調控不同的pH值，所得聚丙烯酰胺 的分子量如表4所示。
表4不同pH值與分子量的關系設定 pH值實際 pH值ri/min/2/min/3/minW黏均分子 量Afv/萬77.4210.9213.8716.7417.31117688.1511.2114.1817.2718.41129299.2310.3213.1015.2815.389841010.4610.6312.7415.7916.0310501111.079.9812.1615.2014.19870注：由于實驗滴加緣故，以實際測量值為準-表4數據表明，聚丙烯酰胺分子量隨pH值的 增大而降低，當pH值為8.15時聚丙烯酰胺的分子量達到最大值為1292萬。同時實驗發現當聚合溶液 pH值低時，聚丙烯酰胺的溶解性變差，這是由于在 較低pH值時，聚合易伴生分子內和分子間的亞酰 胺化反應，形成支鏈或交聯型產物，因此產物溶解 性差，而pH值高時，溶液中丙烯酸胺可生成氮川 丙酞胺（NTP) [4]，NTP的生成速率隨堿性增強而 加快，NTP是鏈轉移劑，因此pH值增加會使聚丙 烯酰胺分子量降低，但溶解性變好。
2.5最佳條件下高分子量聚丙烯酰胺混凝劑的 制備根據以上混凝劑影響因素研究結果，取各因素最 佳條件制備混凝劑，具體反應條件為：初始反應溫度 為15 °C，去離子水147.8 g，丙稀酸13.232 g。氫氧 化鈉7.352 g,丙烯酰胺61.25 g，氧化劑過硫酸銨 0.75840 g/L 0.6 mL，還原劑硫酸亞鐵銨 0.265 25 g/L 0.4 mL，引發劑偶氮二異丁腈0.4 g，甲醇0.115 g， 單體總含量31.5%，氫氧化鈉溶液10%，結果見表5。
表5最終實驗數據表初始反應溫度為15X：實際調節pH值hhh截距/K黏均分子量AAWA^d+Hs固含量11.3214.2417.5534*4236.2339.66出現凝固狀后15 min取出FsplKsp2Ksp3的聚合物0.7951.2601.78634.6%nnYiAPAM 7.9819.88121.00522.32118.6291315萬wA?DS^dtHS反應結束膠體狀物X\XIA30.040.060.0835.8139.2140.2476.7%pH值為8時，反應45 min，形成稠狀液體15 min 倒出，得到最終無色透明膠體狀產物，充分溶解后 測得分子量可高達1315萬，經過兩道烘干工序后測 得有效尚含量76.7 %?
3結論本研究為獲得高分子童的聚丙烯酰胺混凝劑， 對其制備的初始反應溫度、偶氮引發劑量、不同配 比氧化還原引發劑配比、pH等各影響因素進行了實 驗研究，研究結果表明：最佳初始反應溫度為15 °C, 偶氮引發劑質量為0.4 g,氧化還原引發劑配比為 3 : 2,其中氧化劑過硫酸銨為0.758 40 g/L 0.6 mL, 最佳pH值為8。取各影響因素的最佳值，可配得黏 物分子量高達1315萬的聚丙烯酰胺混凝劑，經兩道 烘干工序后測得其有效固含量76.7。