改性淀粉類絮凝劑——共聚物的改性

時間：2023-03-24 17:13:28來源：food欄目：食品快速檢測閱讀：

改性淀粉類絮凝劑——共聚物的改性

[db:作者] / 2022-12-29 00:00

共聚物的改性

[制備方法]淀粉與乙烯基類單體的接枝共聚物可以利用乙烯基類單體自身的活性基團(tuán)，通過進(jìn)一步的化學(xué)改性，以賦予共聚物新的物化特性。

(1)淀粉丙烯腈接枝共聚物的改性

淀粉丙烯腈接枝共聚物可通過皂化反應(yīng)制備出淀粉丙烯酰胺丙烯酸鈉接枝共聚物。

在帶有攪拌器、導(dǎo)氣管的三口燒瓶中加入適量的50g玉米淀粉(干基)和150g水，在75～95℃下糊化30～60min，冷卻至室溫，加入0.08～0.12g硝酸鈰銨，在氮氣保護(hù)下攪拌10～15min，然后加入25～100g丙烯腈，反應(yīng)2～3h后，加入50%氫氧化鈉溶液，加熱升溫至70～80℃，攪拌、水解皂化反應(yīng)2h，冷卻至室溫，用酸溶液中和至pH=2～3，再沉淀、離心分離、洗滌，再把產(chǎn)物用氫氧化鈉溶液調(diào)至pH=6～7，在(110±5)℃干燥，粉碎后得到淀粉丙烯酰胺丙烯酸鈉接枝共聚物。

(2)淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的改性

淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的改性主要是利用聚丙烯酰胺分子鏈上活性基團(tuán)一酰氨基，通過水解、磺甲基化等化學(xué)反應(yīng)，制備出陰離子型淀粉丙烯酰胺接枝共聚物。

①淀粉丙烯酰胺丙烯酸鈉接枝共聚物的制備

將帶有電動攪拌器、溫度計、氮氣進(jìn)出口管的四頸玻璃反應(yīng)瓶置于恒溫水浴中，升至一定溫度，然后加入準(zhǔn)確稱量的淀粉和反應(yīng)介質(zhì)，通氮氣保護(hù)，攪拌1.0h后冷卻至30℃，加入引發(fā)劑，反應(yīng)30min后加入準(zhǔn)確稱量的丙烯酰胺單體，反應(yīng)3.0h，然后升溫至35～55℃，加堿水解反應(yīng)1～2h，冷卻至室溫，經(jīng)粉碎、干燥得淀粉丙烯酰胺丙烯酸鈉接枝共聚物絮凝劑。

②淀粉-丙烯酰胺磺甲基丙烯酰胺接枝共聚物的制備

a.先合成淀粉-g-PAM，在250mL四頸瓶中加入淀粉和水，通入N2，升溫至70～80℃，攪拌糊化30min。冷至35℃時，加入4mL 4.75×10-3 mol/L的硝酸鈰銨的硝酸溶液，10min后，加入一定量的丙烯酰胺水溶液和交聯(lián)劑，在35℃時反應(yīng)1～1.5h，得到的淀粉-丙烯酰胺共聚物(CS-g PAM)。

b.將四頸瓶中的CS-g-PAM加入-.定量的水，用NaOH調(diào)pH=12～13，加入多聚甲醛，升溫至50℃，通入N2，攪拌下加入偏重亞硫酸鈉，升溫至80℃，反應(yīng)10～12h，得淀粉-丙烯酰胺-磺甲基丙烯酰胺接枝共聚物。其中，淀粉與丙烯酰胺單體的質(zhì)量比為1：4，CS-g-PAM、多聚甲醛、偏重亞硫酸鈉的摩爾比為1：1：0.5。

[應(yīng)用]宋輝等分別利用淀粉丙烯腈改性產(chǎn)品(SAH)和市售的水解聚丙烯酰胺(HPAM)處理針織廠印染廢水和造紙廠污水，結(jié)果見表3-45。由表3-45可知，SAH對印染廢水和造紙廠污水的處理效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于HPAM的處理效果。因為淀粉的剛性主鏈配以強(qiáng)陰離子的柔性支鏈，形成一種剛?cè)嵯酀?jì)的大分子，具有較高的分子量和較好的絮凝效果。其絮體形成快，顆粒大，密實程度較高，沉降速度較快，濁度和COD去除率高，應(yīng)用于工業(yè)廢水處理。

表3-45絮凝效果對比表

在石油工業(yè)，淀粉-丙烯酰胺共聚物改性產(chǎn)品可用作流體輸送的減阻劑，石油開發(fā)中固井、防轉(zhuǎn)液漏失添加劑，二次采油、三次采油的驅(qū)油材料等。淀粉接枝磺化甲基化聚丙烯酰胺，在淡水、鹽水、飽和鹽水鉆井液中150℃下有較好的降失水能力。淀粉與AMPS、AM接枝共聚得到的淀粉-AMPSAM接枝共聚物降失水劑，其抗溫、抗鹽能力為優(yōu)。

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