阴离子型絮凝剂是官能团含有梭酸基，并带有混凝技术负电荷，或含有磺酸、磷酸或竣酸官能团的聚合物。由 于携带较多电荷，其大分子链在水中较为伸展，增大 了与水中悬浮颗粒进行吸附、架桥的能力，因而絮凝 效果好被广泛应用于污水处理领域。水解聚丙烯酰胺 (PHP)作为一种常用的阴离子型絮凝剂，是丙烯酰胺 与水溶性阴离子单体形成的共聚物。由于其高分子链 长，携带官能团多，可以间时吸附在多个颗粒上，将 它们连接起来形成大团颗粒可发生絮凝。絮凝剂与悬 浮颗粒间的相互作用一般为静电力、氢键、共价键等 共同作用，而何种力起主要作用则根据絮凝剂性质、 悬浮颗粒性质、水溶液的性质决定。由于胶体颗粒在 一般情况下带负电荷，因此阳离子型高分子絮凝剂对 胶粒同时具有电中和、降低毛电位和吸附架桥的作 用，而阴离子型、非离子型高分子絮凝剂则以吸附架 桥作用为主，同时阴离子基团可以促进无机悬浮物的 沉降[1]。近十年来，我国聚丙烯酰胺的工业化技术发 展较快，聚合物的工业化水平有较大提高，但与国外 相比仍存在较大差距[W]。阴离子型聚丙烯酰胺可以 通过内烯酰胺、丙烯酸的共聚合工艺实现，但相比较 而言，国外工艺条件成熟，价格低廉，而国内由fT. 艺条件相对落后而价格昂贵，这也止是国外广泛采用 共聚合工艺生产高分子量聚内烯酰胺，而国内共聚合 工艺未能获得工业化生产的主要原因。因此，我国在 实验室研究的基础上，必须加大对聚合物生产工艺和 工业化技术的开发应用。
1材料与方法1.1混凝剂制备实验实验通过水溶液聚合法制备阴离子型聚丙烯酰 胺，并使用流动状胶体作为絮凝药品，将烘千产物 作为最终产物。先称取一定量丙烯酸（AA)和氢氧 化钠在三口烧瓶中反应生成AA-Na，冷却，通入氮 气保护。然后加入定量丙烯酰胺和相应复合引发剂 体系及助溶剂。定速搅拌，反应生成胶水状液体， 倒出并冷却成胶状物。于85 °C烘箱中热风干燥2 次共2.5 h，得最终产物。考察反应温度、复合引发 剂体系用量、pH值等因素对所得聚丙烯酰胺产物分 子量大小的影响，测试最终产物的固含量和分子量。 1.2固含量的测定称量干净烧杯并精确至0.0001 g，计为％。在 烧杯中加入5g产品，再次称重，计为fTd+HS。将烧 杯放入烘箱中于85 °C干燥2 h，取出烧杯放入干燥 器中冷却。称量装有干燥后产品粉末的烧杯重，计 为Fd+DS，制备产物的固含量由式（1)计算得到。
固体含量％ =心邡_ % x 100%(1)
?d+HS-^1.3黏均分子量的测定配制缓冲溶液：称取磷酸氢二钠（含12个结晶 水）67.11 g，氯化钠116.9 g，柠檬水1.335 g，分别 溶解并移入1000 mL瓶中，定容至刻度。
配制试样溶液：在100 mL烧杯中加入胶样1? 2 g，加入50 mL水溶解。
配制3种试样溶液：分别称取4g、6g、8g产 品放入3个100 tnL容量瓶中，加入50 mL缓冲溶 液并稀释至刻度，其浓度分别为q^O.04 g/mL、 CzMO.OG/mL、C产0.08/mL。
配制交白溶液：取缓冲溶液50 mL至100 mL 容最瓶，稀释至刻度。
测定步骤：用稀释型乌氏黏度计在30 °C恒温水 槽中测定空白溶液及上述3种试样溶液的流动时 间，每种各测3次，每次误差不超过0.2s，取3次 测定结果的算术平均值作为溶液流经时间，分别记 为‘ b r3。增比黏度由式（2)计算得到。
⑵*0式中，rsp为增比黏度；/为试样溶液的流经时 间；~为空白溶液的流经时间。
黏度值由式（3)计算：式中，C为被测溶液的浓度，％。以Frcd对C 作闯，当00时读出纵坐标截距数值，该值即为特 性黏数值/F (极限黏度值）。相对分子量由式（4) 根据/F值计算得出聚合物的黏均分/量。
/F=3.73X104MW°-66(4)
2结果与讨论2.1初始反应温度对分子量的影响混凝剂的组成：丙烯酸13.232 g，去离子水 147.8 g，氢氧化钠7.352 g，丙烯酰胺61.25 g，氧 化剂过硫酸铵0.758 40 g/L 0.5 mL，还原剂硫酸亚 铁铵0265 25 g/L 0.5 mL,引发剂偶氮二异丁腈0.4 g，甲醇0.115 g，单体总含量31.5%。
改变初始反应温度，所得聚丙烯酰胺混凝剂的 分子量如表1所示。
表1初始反应温度与分子量的关系初始反应温度厂C/i/mintavernrj/minIV黏均分子最Mv/万1510.9213.5216.0117.9712442010.7013.1715.7416.8511292510.3813.0415.4915.389833010.1612,8515,3314.26876359.8412.7114.8713.05766注：为实验测试方便所取样品为出现凝固状后15 min取出的聚合物。
由表1可知，所得混凝剂的黏均分子量随初始 反应温度的升高而降低，该结果可用自由基聚合的 反应动力学加以解释，随温度升高聚合度降低，因 此聚丙烯酰胺分子量呈下降趋势。得到本实验最佳反应温度约为15°C。
2.2偶氮引发剂对分子量的影响改变混凝剂中偶氮引发剂的用量，其它组分质 量同2.1节，初始反应温度为15°C时，所得聚丙烯 酰胺的分子量如表2所示。
表2偶氮引发剂与分子量的关系偶铋引发剂wa/g“/minh/min ^/minIV黏均分子M Mv/万0,210.6013,1415.5116.6011040.410.9213.5216.0117.9712440.610.9813,5616.4217.7712250.810.6613.0515.4716.8911231.010.7312.9915.6816.931137表中数据表明当偶氮引发剂用量大于0.4 g后， 所得聚丙烯酰胺混凝剂的分子量并无明显。的增长。 当偶氮引发剂使用量达0.8 g以上时，反应结束后的 胶体中有明显未溶解的偶氮引发剂，因此本研究中 偶氮引发剂的最佳用量取为0.4 g。
2.3不同配比氧化还原引发剂对分子量的影响 改变氧化还原引发剂配比关系，引发剂偶氮二异 丁腈固定为0.4 g，其它组分质量N 2.1节，初始反应 温度为15°C时，所得聚丙烯酰胺的分子量如表3所示。
表3 不同配比氧化还原引发剂与分子量的关系氧化还原引发剂 配比关系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，当氧化还原引发剂配比为2 : 3时 所得聚内烯故胺的分子量达到1267万。数据表明引 发剂的用量对聚丙烯酰胺分子量的影响呈先增长后 降低的趋势，这与自由基共聚合的反应机理是一致 的。氧化剂与还原剂可独立保存，都具有很高的稳定 性，其优点是引发反应的活化能较低，因而可在较低 温度引发聚合，伹还原剂易于参与链转移反应，从而 降低聚合物的分子量，因此还原剂的用量要少于氧化 剂。本实验最终选用氧化还原引发剂配比为3: 2。 2.4不同pH值对分子量的影响氧化还原引发剂配比为3 : 2,其中氧化剂过硫酸铵0.758 40 g/L 0.6 mL,还原剂硫酸亚铁铵 0.26525 g/L 0.4 mL,引发剂偶氮二异丁腈0.4 g,初始反应温度为15 X：，其它组分质量同2.1，用10% 氢氧化钠溶液调控不同的pH值，所得聚丙烯酰胺 的分子量如表4所示。
表4不同pH值与分子量的关系设定 pH值实际 pH值ri/min/2/min/3/minW黏均分子 量Afv/万77.4210.9213.8716.7417.31117688.1511.2114.1817.2718.41129299.2310.3213.1015.2815.389841010.4610.6312.7415.7916.0310501111.079.9812.1615.2014.19870注：由于实验滴加缘故，以实际测量值为准-表4数据表明，聚丙烯酰胺分子量随pH值的 增大而降低，当pH值为8.15时聚丙烯酰胺的分子量达到最大值为1292万。同时实验发现当聚合溶液 pH值低时，聚丙烯酰胺的溶解性变差，这是由于在 较低pH值时，聚合易伴生分子内和分子间的亚酰 胺化反应，形成支链或交联型产物，因此产物溶解 性差，而pH值高时，溶液中丙烯酸胺可生成氮川 丙酞胺（NTP) [4]，NTP的生成速率随碱性增强而 加快，NTP是链转移剂，因此pH值增加会使聚丙 烯酰胺分子量降低，但溶解性变好。
2.5最佳条件下高分子量聚丙烯酰胺混凝剂的 制备根据以上混凝剂影响因素研究结果，取各因素最 佳条件制备混凝剂，具体反应条件为：初始反应温度 为15 °C，去离子水147.8 g，丙稀酸13.232 g。氢氧 化钠7.352 g,丙烯酰胺61.25 g，氧化剂过硫酸铵 0.75840 g/L 0.6 mL，还原剂硫酸亚铁铵 0.265 25 g/L 0.4 mL，引发剂偶氮二异丁腈0.4 g，甲醇0.115 g， 单体总含量31.5%，氢氧化钠溶液10%，结果见表5。
表5最终实验数据表初始反应温度为15X：实际调节pH值hhh截距/K黏均分子量AAWA^d+Hs固含量11.3214.2417.5534*4236.2339.66出现凝固状后15 min取出FsplKsp2Ksp3的聚合物0.7951.2601.78634.6%nnYiAPAM 7.9819.88121.00522.32118.6291315万wA?DS^dtHS反应结束胶体状物X\XIA30.040.060.0835.8139.2140.2476.7%pH值为8时，反应45 min，形成稠状液体15 min 倒出，得到最终无色透明胶体状产物，充分溶解后 测得分子量可高达1315万，经过两道烘干工序后测 得有效尚含量76.7 %?
3结论本研究为获得高分子童的聚丙烯酰胺混凝剂， 对其制备的初始反应温度、偶氮引发剂量、不同配 比氧化还原引发剂配比、pH等各影响因素进行了实 验研究，研究结果表明：最佳初始反应温度为15 °C, 偶氮引发剂质量为0.4 g,氧化还原引发剂配比为 3 : 2,其中氧化剂过硫酸铵为0.758 40 g/L 0.6 mL, 最佳pH值为8。取各影响因素的最佳值，可配得黏 物分子量高达1315万的聚丙烯酰胺混凝剂，经两道 烘干工序后测得其有效固含量76.7。