馬來(lái)酸酐-丙烯酰胺二元共聚物雙氧水穩(wěn)定劑的制備與應(yīng)用.pdf

1、雙氧水(H2O2)是一種基礎(chǔ)的綠色化工產(chǎn)品，在工業(yè)上主要用于紙漿和纖維制品的洗練和漂白。雙氧水是個(gè)性能非常良好的漂白劑，應(yīng)用于各類(lèi)棉織物的漂白工藝，具有很多優(yōu)點(diǎn):產(chǎn)品白度高，穩(wěn)定性好，對(duì)環(huán)境無(wú)污染等。故對(duì)于氧漂工藝而言，雙氧水很遠(yuǎn)發(fā)展前景和實(shí)用價(jià)值。但是，在織物及紙品的洗練過(guò)程中，如不對(duì)所使用的雙氧水的分解過(guò)程加以調(diào)節(jié)，將容易導(dǎo)致它們產(chǎn)生試劑浪費(fèi)、產(chǎn)物白度較差、織物纖維強(qiáng)度發(fā)生下降等問(wèn)題，使得漂布在成品后出現(xiàn)破洞缺陷。因此，在多種情況下

2、加工漂白時(shí)，就需加入可以顯著降低雙氧水在使用過(guò)程中分解速度的附加助劑。行業(yè)中把這些助劑稱(chēng)作雙氧水穩(wěn)定劑，而且是被認(rèn)為與反應(yīng)活化劑作用相背的化工產(chǎn)品。因此，在此類(lèi)產(chǎn)業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，為使雙氧水在使用過(guò)程中逐步分解并發(fā)揮其應(yīng)有的漂白作用，選擇理想的雙氧水穩(wěn)定劑，以調(diào)節(jié)其在生產(chǎn)浴液中的分解速率，達(dá)到最佳應(yīng)用效果，是近年來(lái)漂白行業(yè)特別關(guān)注的一類(lèi)新問(wèn)題。最近幾年，科研人員在如何選擇較理想雙氧水穩(wěn)定劑的問(wèn)題上，經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究，主要從四個(gè)方面進(jìn)

3、行探討:吸附屏蔽、絡(luò)合或螯合、吸附與絡(luò)合相結(jié)合，以及多種有機(jī)無(wú)機(jī)成分復(fù)配等。
　　在仔細(xì)查閱大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，本研究首次提出將高分子聚合物及其改性產(chǎn)物用于雙氧水的穩(wěn)定工藝中。提出設(shè)計(jì)、合成幾種不同官能基及交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物。以馬來(lái)酸酐和丙烯酰胺作為聚合反應(yīng)的單體，通過(guò)過(guò)硫酸銨的活化，采用水溶性自由基聚合反應(yīng)來(lái)制備馬來(lái)酸酐-丙烯酰胺共聚物。同時(shí)制備了一種復(fù)配型和硅酸鈉型雙氧水穩(wěn)定劑，對(duì)所得產(chǎn)品分別進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性能測(cè)試。

4、探究了反應(yīng)條件對(duì)共聚物螯合、復(fù)配產(chǎn)物和硅酸鈉型穩(wěn)定劑穩(wěn)定能力強(qiáng)弱的影響，改善合成工藝的條件，并將之分別應(yīng)用于氧漂工藝中，考察其對(duì)漂液中雙氧水的穩(wěn)定作用。
　　本論文主要對(duì)以下幾個(gè)工作的實(shí)施了探索研究和討論:
　　1.新型共聚物雙氧水穩(wěn)定劑的合成及應(yīng)用。以馬來(lái)酸酐和丙烯酰胺作為聚合反應(yīng)的單體，通過(guò)過(guò)硫酸銨的活化，采用水溶性自由基聚合反應(yīng)來(lái)制備馬來(lái)酸酐-丙烯酰胺共聚物。研究了反應(yīng)條件對(duì)共聚物螯合和吸附金屬離子能力的影響，改善合成

5、工藝的條件，并將之分別應(yīng)用于氧漂工藝中，考察其對(duì)漂液中雙氧水的穩(wěn)定作用。
　　1)聚合物的紅外譜圖結(jié)果表明，在本實(shí)驗(yàn)的合成條件下，丙烯酰胺與馬來(lái)酸酐在實(shí)驗(yàn)條件下確已發(fā)生了聚合，并且得到了預(yù)期的目標(biāo)產(chǎn)物。
　　2)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本論文得到聚合物的最優(yōu)制取條件為:馬來(lái)酸酐與丙烯酰胺的摩爾比1∶2.5，反應(yīng)溫度85℃，反應(yīng)時(shí)間2h，引發(fā)劑用量為7％。通過(guò)將聚合物用于金屬離子的螯合吸附實(shí)驗(yàn)中，證明了所合成的共聚物對(duì)Mg2+、Ca2+

6、、Fe3+等重金屬離子均具有顯著的螯合作用。加入聚合物后，可顯著降低金屬離子對(duì)雙氧水分解的催化效果，從而達(dá)到穩(wěn)定雙氧水的效果。
　　3)在強(qiáng)堿，高溫條件下，通過(guò)加入所合成的二元聚合物，使高分子聚合物在水中通過(guò)形成膠團(tuán)，利用粒子之間的靜電或氫鍵作用吸附重金屬離子而達(dá)到穩(wěn)定過(guò)氧化氫的目的，從而形成穩(wěn)定的水溶性絮狀物，而使重金屬不發(fā)生或減弱其對(duì)過(guò)氧化氫的催化分解作用。同時(shí)由于穩(wěn)定劑對(duì)金屬離子的吸附螯合，雙氧水的分解率明顯降低，穩(wěn)定劑對(duì)雙

7、氧水起到了穩(wěn)定的作用。表明此聚合物對(duì)雙氧水具有較好的穩(wěn)定性能，能夠很好地抑制雙氧水的分解，同時(shí)具有良好的阻垢作用，不會(huì)產(chǎn)生硅垢附著的情形。
　　4)本實(shí)驗(yàn)操作流程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品無(wú)毒，無(wú)腐蝕性?？蓮V泛適用于H2O2作漂白劑的印染、造紙等行業(yè)。
　　2.復(fù)配型雙氧水穩(wěn)定劑的研究和應(yīng)用。將高分子聚合物及其改性產(chǎn)物用于雙氧水的穩(wěn)定工藝中。設(shè)計(jì)、合成了幾種不同官能基及交聯(lián)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征和測(cè)試。同時(shí)將其分別應(yīng)用