有机絮凝剂讲稿.ppt
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1、关于有机絮凝关于有机絮凝剂第一页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂有机絮凝剂有机絮凝剂合成有机高分子絮凝剂合成有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂有机絮凝剂有机絮凝剂两性型两性型阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型非离子型非离子型第二页,讲稿共一百零一页哦LOGO阳离子型絮凝剂阳离子型絮凝剂第三页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v三类官能团:三类官能团:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v阳离子型絮凝剂阳离子型絮凝剂:结构式:结构式:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第五页,讲稿共一百零一页
2、哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v阳离子型絮凝剂阳离子型絮凝剂:结构式:结构式:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第六页,讲稿共一百零一页哦LOGO阴离子型絮凝剂阴离子型絮凝剂第七页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v阴离子型絮凝剂阴离子型絮凝剂:结构式:结构式:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂阴离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺第八页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v阴离子型絮凝剂阴离子型絮凝剂:结构式:结构式:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第九页,讲稿共一百零一页哦LOGO非离子型絮凝剂非离子型絮凝剂第十页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v非离子型絮凝剂非离子型絮凝剂:结构式:
3、结构式:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第十一页,讲稿共一百零一页哦LOGO两性型絮凝剂两性型絮凝剂第十二页,讲稿共一百零一页哦 有机絮凝剂有机絮凝剂 v两性型絮凝剂两性型絮凝剂:结构式:结构式:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第十三页,讲稿共一百零一页哦LOGO聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺第十四页,讲稿共一百零一页哦LOGO聚丙烯酰胺的分类聚丙烯酰胺的分类第十五页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺是是一一大大类类系系列列产产品品。由由于于相相对对分分子子质质量量不不同同、电电性性不不同同而而有有很很多多品品种种,加加上上分分子子上上的的官官能能团团反反应应而而衍衍生生出出许许
4、多多品品种种,这这些些产产品品又又都都有有各各自自独独特特的的性性能能,因而有相应的使用对象。可以将这些产品分为几大类。因而有相应的使用对象。可以将这些产品分为几大类。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第十六页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v按按相对分子质量大小相对分子质量大小来分类:来分类:低相对分子质量聚丙烯酰胺:低相对分子质量聚丙烯酰胺:100 万以下,分散剂万以下,分散剂中相对分子质量聚丙烯酰胺:中相对分子质量聚丙烯酰胺:100 万万1000 万万高高相相对对分分子子质质量量聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺:1000万万一一 1500 万万,用作用作絮凝剂絮凝剂超高相对分子质量聚丙烯酰胺:
5、超高相对分子质量聚丙烯酰胺:1700 万以上万以上五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第十七页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v按按产品的离子特性产品的离子特性来分类:来分类:非离子型:非离子型:阴离子型:阴离子型:阳离子型:阳离子型:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第十八页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v非离子型非离子型PAM:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第十九页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v阴离子型阴离子型PAM:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v阳离子型阳离子型PAM:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十一页,讲
6、稿共一百零一页哦LOGO有机絮凝剂的制备有机絮凝剂的制备第二十二页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 非离子型非离子型PAM的制备的制备:v先通过丙烯睛水解制先通过丙烯睛水解制丙烯酰胺单体丙烯酰胺单体:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十三页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 非离子型非离子型PAM的制备的制备:v然后,然后,丙烯酰胺单体丙烯酰胺单体聚合:聚合:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十四页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十五页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 v以上方法
7、为以上方法为硫酸法硫酸法。v近近二二十十年年来来,工工业业界界对对丙丙烯烯酰酰胺胺的的聚聚合合反反应应进进行行了了大大量量深深入入 的的研研究究,目目前前制制备备PAM可可选选择择的的催催化化体体系系有有:过过硫硫酸酸盐盐、硝硝酸酸盐盐等等无无机机化化合合物物,过过氧氧化化酰酰基基、偶偶氮氮二二异异丁丁睛睛等等有有机机化化合合物物,氧氧化化还还原原体体系系等等;聚聚合合方方法法有有本本体体法法、溶溶液液法法、沉沉淀淀法法、反反相相悬悬浮浮法法和和乳液法乳液法等。等。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十六页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 v不不同同的的聚聚合合工工艺艺,PA
8、M的的分分子子量量、产产品品形形式式、剩剩余余单单体体和和杂杂质质含含量量不不尽尽相相同同,适适用用于于不不同同领领域域应应用用要要求求的聚丙烯酰胺系列产品不断地被开发出来。的聚丙烯酰胺系列产品不断地被开发出来。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十七页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 阴离子型阴离子型PAM的制备的制备:v部分水解的聚丙烯酰胺:部分水解的聚丙烯酰胺:五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十八页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 v 部部分分水水解解的的聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺产产品品中中,酰酰胺胺基基与与羧羧基基的的比比例例决决定定了了共共聚聚物物
9、产产品品的的性性质质。作作为为絮絮凝凝剂剂,该该产产品品羧羧基基含含量量一一般般在在5一一30%之之间间,分分子子量量在在5*106左左右。右。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第二十九页,讲稿共一百零一页哦 阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备 阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备:v2 一一丙丙烯烯酰酰胺胺基基一一异异丁丁基基磺磺酸酸一一丙丙烯烯酸酸三三元元共共聚聚物物五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十一页,讲稿共一百零一页哦阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备 阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮
10、凝剂的制备:v该三元共聚物含有该三元共聚物含有两种类型的阴离子官能团两种类型的阴离子官能团。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十二页,讲稿共一百零一页哦阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备 阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备:v丙烯酸钠一乙烯醇共聚物丙烯酸钠一乙烯醇共聚物 该该产产品品是是将将丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯和和醋醋酸酸乙乙烯烯酯酯共共聚聚,然然后后将将合合成成的的共共聚聚物物在在氢氢氧氧化化钠钠的的作作用用下下进进行行水水解解,生生成成丙丙烯烯酸酸钠钠一一乙乙烯烯醇醇共共聚聚物物,通通过过调调节节m和和n的的比比例来控制共聚物的电荷密度。例来控制共聚物的电荷密度。五、有机絮凝剂五
11、、有机絮凝剂第三十三页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺的制备聚丙烯酰胺的制备 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十四页,讲稿共一百零一页哦阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备 阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备:v 聚苯乙烯磺酸钠的制备聚苯乙烯磺酸钠的制备 当当聚聚苯苯乙乙烯烯苯苯环环上上的的氢氢原原子子被被其其他他基基团团取取代代时时,能能够够形形成成一一系系列列的的衍衍生生物物,如如,聚聚甲甲基基苯苯乙乙烯烯磺磺酸酸钠钠、聚聚乙乙基基苯苯乙乙烯烯磺磺酸酸钠钠等等,它它们们都都是是良良好好的的絮絮凝凝剂,合成方法亦相同。剂,合成方法亦相同。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十五页,讲稿
12、共一百零一页哦阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备 阴离子型絮凝剂的制备阴离子型絮凝剂的制备:v 聚苯乙烯磺酸钠的制备聚苯乙烯磺酸钠的制备 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十六页,讲稿共一百零一页哦阳离子型絮凝剂的制备阳离子型絮凝剂的制备 阳离子型絮凝剂的制备阳离子型絮凝剂的制备:v聚丙烯酸酯季铵盐型絮凝剂的制备聚丙烯酸酯季铵盐型絮凝剂的制备 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十七页,讲稿共一百零一页哦阳离子型絮凝剂的制备阳离子型絮凝剂的制备 阳离子型絮凝剂的制备阳离子型絮凝剂的制备:v聚胺类絮凝剂的合成聚胺类絮凝剂的合成 五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第三十八页,讲稿共一百零一页哦五、有机絮
13、凝剂五、有机絮凝剂第三十九页,讲稿共一百零一页哦LOGO聚丙烯酰胺的性质聚丙烯酰胺的性质第四十页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v非非离离子子型型合合成成有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂中中,使使用用量量最最大大、应应用用范范围围最最广广的的典典型型产产品品是是聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺(PAM),PAM 最最早早是是在在1893年年由由Moureu用用丙丙烯烯酰酰氯氯与与氨氨在在低低温温下下反反应应制制得得的的。1954 年年首首先先在在美美国国实实现现商商业业化化生生产产。采采用用丙丙烯烯睛睛为为原原料料,在在铜铜催催化化剂剂作作用用下下水水解解反反应应制制备备聚聚合合单单体体丙丙烯
14、烯酰酰胺胺(AM),再再经经自自由由基基聚聚合合反反应应,制制备备高分子聚合物高分子聚合物。为。为非离子型非离子型PAM。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十一页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v不不久久开开发发了了用用碱碱部部分分水水解解(后后水水解解法法)的的阴阴离离子子型型 PAM。20世世纪纪七七十十年年代代以以来来,聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺的的系系列产品不断地被开发。列产品不断地被开发。v70年年代代中中期期,美美国国 Merck公公司司和和Halliburton公公司司首先研制成功首先研制成功阳离子阳离子PAM。并很快投入工业化生产。并很快投入工业化生产。v1980年年阳阳离
15、离子子型型聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺粉粉状状产产品品在在日日本本合合成成成成功。功。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十二页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v我我国国对对聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺的的研研究究和和生生产产始始于于20世世纪纪60年年代代,到到目目前前为为止止,先先后后开开发发了了水水解解聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、水水溶溶液液状状阳阳离离子子聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、粉粉状状阳阳离离子子聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺以以及及淀粉改性的阳离子聚丙烯酰胺淀粉改性的阳离子聚丙烯酰胺等许多品种。等许多品种。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十三页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 聚聚丙丙烯烯酰酰
16、胺胺是是一一种种线线型型的的水水溶溶性性聚聚合合物物,是是水水溶溶性性聚聚合合物物中中应应用用最最为为广广泛泛的的品品种种之之一一。它它由由丙丙烯烯酰酰胺胺聚聚合合而成,因此在其分子的主链上带有大量侧基而成,因此在其分子的主链上带有大量侧基 酰胺基。酰胺基。v酰酰胺胺基基的的化化学学活活性性很很大大,可可以以和和多多种种化化合合物物反反应应,生生成成许多聚丙烯酰胺的衍生物。许多聚丙烯酰胺的衍生物。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十四页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 酰酰胺胺基基的的独独特特之之处处还还在在于于它它能能与与多多种种可可形形成成氢氢键键的的化化合合物物结结合合。这这
17、样样,聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺不不仅仅具具有有一一系系列列衍衍生生物物,而而且且具具有有多多种种宝宝贵贵的的性性能能,如如絮絮凝凝,增增粘粘(稠稠)性、表面活性性、表面活性等。等。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十五页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 溶解性溶解性:提提高高温温度度可可以以稍稍微微促促进进PAM溶溶解解,但但当当溶溶解解温温度度超超过过50时时,可可能能会会发发生生分分子子降降解解。聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺在在水水中中的的溶溶解解速速率率不不受受pH值值的的影影响响,但但如如果果是是部部分分水水解解的的产产品品、pH值值偏偏碱碱性性,其其溶溶解解速速率率会会稍稍稍稍增增高
18、高。pH值值大于大于10.5时,聚丙烯酰胺就会发生水解。时,聚丙烯酰胺就会发生水解。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十六页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 未未水水解解的的聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺的的稀稀溶溶液液不不受受大大多多数数无无机机盐盐的的影影响响,但但由由于于高高价价金金属属盐盐与与羧羧基基可可能能形形成成不不溶溶于于水水的的盐盐,会使水解度大于会使水解度大于45的聚丙烯酰胺的聚丙烯酰胺析出析出。v聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺不不溶溶于于大大多多数数非非极极性性有有机机溶溶剂剂,也也不不溶溶于于丙丙酮酮和和甲甲醇醇,可可以以通通过过在在甲甲醇醇或或丙丙酮酮中中沉沉淀淀的的办办法法来
19、来提提纯纯聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺,用用含含水水20-30%(体体积积分分数数)的的甲甲醇醇或或丙丙酮酮对对干干的的聚聚合合物物进进行行洗洗涤涤也也可可以以去去除除杂杂质。质。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十七页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 粘度粘度:聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺稀稀水水溶溶液液的的粘粘度度和和浓浓度度近近似似于于对对数数线线性性关关系系,升升高高温温度度能能降降低低粘粘度度,但但一一般般在在同同一一数数量量级级范范围围内内变变化化。纯纯聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺易易水水解解,当当稀稀水水溶溶液液中中的的 pH 值值由由酸酸性性转转到到碱碱性性范范围围时时,非非离离子子型型P
20、AM水水解解度度不不断断提提高高,聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺溶溶液液粘粘度度也也随随着着增增大大。但当但当 pH 值值7 时,低分子量的时,低分子量的 PAM 粘度变化则不大。粘度变化则不大。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十八页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 对盐类、微生物的容忍度对盐类、微生物的容忍度:不不同同的的合合成成有有机机高高分分子子絮絮凝凝剂剂对对盐盐类类、微微生生物物等等的的容容忍忍度度差差别别较较大大,其其中中聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺溶溶液液的的性性能能较较好好,它它对对许许多多无无机机盐盐电电解解质质如如氯氯化化铁铁、氢氢氧氧化化钾钾、碳碳酸酸钠钠、硼硼酸酸钠钠、硝硝
21、酸酸钠钠、磷磷酸酸钠钠、硫硫酸酸钠钠、氯氯化化锌锌等等都都有有很很好好的的容容忍忍性性,与与表表面面活活性性剂剂也也能能相相容容。聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺可可耐耐霉霉菌菌的的侵侵蚀蚀,但但不不耐耐其其他他微微生生物物的的侵侵蚀蚀,故储存时需添加杀菌剂。故储存时需添加杀菌剂。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第四十九页,讲稿共一百零一页哦LOGO聚丙烯酰胺的絮凝作用机理聚丙烯酰胺的絮凝作用机理第五十页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 非离子型非离子型PAM:非非离离子子型型聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺是是以以螺螺旋旋状状的的形形式式出出现现,这种长柔性分子链絮凝过程中起这种长柔性分子链絮凝过程中起架
22、桥架桥作用。作用。PAM主主链链不不是是直直线线的的,而而是是弯弯曲曲的的或或曲曲卷卷的的,PAM的的非非极极性性基基团团与与胶胶体体颗颗粒粒之之间间,由由于于氢氢键键和和范范德德华华力力的的作作用用,分分子子主主链链上上的的多多个个部部位位可可能能被被固固体体微微粒粒所所吸吸附附,在在固固体体微微粒粒之之间间呈呈架架桥桥形形式式,使使得得固固体体微微粒粒相对地聚集起来。相对地聚集起来。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第五十一页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 阴离子型阴离子型PAM:带带负负电电荷荷的的羟羟基基负负离离子子与与絮絮凝凝剂剂高高分分子子链链上上的的官官能能团团的的带带
23、电电形形式式对对带带异异号号电电荷荷的的胶胶体体颗颗粒粒会会产产生生电电荷中和荷中和或或压缩双电层压缩双电层的作用,使得胶体体系脱稳。的作用,使得胶体体系脱稳。阴阴离离子子型型PAM溶溶液液与与无无机机絮絮凝凝剂剂(如如PAC)复复合合使使用用时时,聚聚合合物物的的阴阴离离子子点点吸吸附附无无机机絮絮凝凝剂剂的的阳阳离离子子点点上,就迅速上,就迅速絮凝絮凝或或凝胶化凝胶化,迅速沉降。,迅速沉降。五、有机絮凝剂五、有机絮凝剂第五十二页,讲稿共一百零一页哦 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 v 絮凝与分散絮凝与分散:絮絮凝凝和和分分散散是是两两个个相相反反的的过过程程,但但其其中中也也存存在在着着密密切切的的
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