CN108299598A - 一种阳离子高分子聚合物的制备方法 - Google Patents

一种阳离子高分子聚合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种阳离子高分子聚合物的制备方法，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将羟丙基壳聚糖加入到装有蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌使羟丙基壳聚糖溶解，排除氧气后升温至50‑80℃，再加入硝酸铈铵水溶液，引发反应20min后滴加丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物，滴毕后再滴加第二份丙烯酰胺水溶液，滴加完后继续反应4h，反应结束后处理，得到阳离子高分子聚合物。本发明制备了阳离子高分子化合物，其正电荷密度高，相对分子质量大，后处理简单，产物具有良好的絮凝性能。

Description

一种阳离子高分子聚合物的制备方法
技术领域
本发明属于壳聚糖技术领域，涉及一种阳离子高分子聚合物的制备方法。
背景技术
水资源的短缺已经成为普遍的难题，各国对废水的回收利用越来越重视。絮凝沉降法是应用最广泛、成本较低的污水处理方法之一。目前广泛使用的絮凝剂是无机絮凝剂，但是无机絮凝剂有着明显的缺点，如受pH变化影响较大，生成的絮体易碎，同时会产生大量的活性污泥，处理后的水体中含有较高的金属离子(如铝离子)。而有机絮凝剂的开发和使用在很多方面弥补了无机絮凝剂的不足，但其价格昂贵，且对絮凝的胶体有很大的选择性，不易降解，且对人体健康会产生“致畸和致癌”作用。
近年来壳聚糖作为一种新型天然高分子水絮凝剂，得到了越来越多的关注。壳聚糖是一种可持续发展的资源，具有来源广泛、安全无毒、价格低廉、受pH变化影响小、易于生物降解、环境友好等突出特点，目前国内外有不少学者尝试将壳聚糖絮凝剂应用于各种水处理中，但因其水溶性差，只能溶于酸性溶液中，不溶于中性或者碱性溶液中，所以国内外研究热点在于改性壳聚糖，提高其应用范围。
羟丙基壳聚糖作为壳聚糖的一种衍生物，保留了壳聚糖原有的碱性和正电性及活性位点，同时又改善了壳聚糖的水溶性，所以近些年来被广泛关注，研究羟丙基壳聚糖衍生物具有潜在的价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阳离子高分子聚合物的制备方法，该方法制备的产物改性位置明确，水溶性良好，相对分子质量高，正电荷密度强，适用于絮凝产品。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种阳离子高分子聚合物的制备方法，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将羟丙基壳聚糖加入到装有蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌使羟丙基壳聚糖溶解，排除氧气后升温至50-80℃，再加入硝酸铈铵水溶液，引发反应20min后滴加丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物，滴毕后再滴加第二份丙烯酰胺水溶液，滴加完后继续反应4h，反应结束后处理，得到阳离子高分子聚合物。
本发明进一步的改进在于，所述羟丙基壳聚糖与蒸馏水的比为1g：25mL。
本发明进一步的改进在于，所述硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.1％-2.1％。
本发明进一步的改进在于，所述搅拌速率为250r/min。
本发明进一步的改进在于，所述羟丙基壳聚糖质量、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵质量与丙烯酰胺的总质量的比为1：(2-4.5)：(1-3.5)。
本发明进一步的改进在于，所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺的质量比为3:1。
本发明进一步的改进在于，所述硝酸铈铵水溶液的质量浓度为0.22％-0.42％。
本发明进一步的改进在于，所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液的质量浓度为80％；所述第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液的质量浓度均为16.7％-58.3％。
本发明进一步的改进在于，处理具体过程为：加入丙酮，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物，其中，索氏抽提的时间为8-12h。
根据上述方法制备的阳离子高分子聚合物，该聚合物为如下两种结构的物质的混合物；
本发明进一步的改进在于，羟丙基壳聚糖通过以下方法制备：
将壳聚糖加入到质量浓度为20％-60％的氢氧化钠溶液中，碱化10min-60min后加入到20mL异丙醇中，搅拌均匀后，升温至40-80℃，再加入质量分数为10％的四甲基氢氧化铵溶液和环氧丙烷，继续反应3-8h，静置后，倒除上层清液，调节pH为6.5-7.5后加入丙酮与乙醇的混合溶液，抽滤得到滤饼，索氏抽提后干燥，得到羟丙基壳聚糖。其中，所述壳聚糖、氢氧化钠与环氧丙烷的质量比为1：(9-13.5)：(8-15)；丙酮与乙醇的体积比＝1:2。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：由于丙烯酰胺(AM)竞聚率大于丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)，且与羟丙基壳聚糖的可聚合性也强于丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，当足量的丙烯酰胺水溶液与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵同时加入反应体系中，足量的丙烯酰胺单体溶液会抢先与羟丙基壳聚糖引发位点反应，而羟丙基壳聚糖表面反应位点一定，从而导致丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与羟丙基壳聚糖聚合度低，产物正电荷密度弱，絮凝效果低，所以本发明中将丙烯酰胺分为两份进行加入。本发明采用羟丙基壳聚糖(HPCS)与丙烯酰胺(AM)及丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)共聚制得三元共聚物，具有优良的絮凝性能，一方面采用保留壳聚糖原有性质且可溶性的羟丙基壳聚糖，避免了壳聚糖在聚合过程中凝胶的可能，使共聚物具有良好的水溶性，另一方面，由于聚合物结构中含有大量的氮正离子，在絮凝过程中，可发生电荷中和作用吸附废水中大量的杂质负离子，同时，由于丙烯酰胺(AM)竞聚率大于丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)，其与羟丙基壳聚糖的可聚合性也强于丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，所以，丙烯酰胺(AM)的加入大大增加了共聚物的相对分子质量。在废水中加入此共聚物后，可通过静电中和及吸附架桥作用聚集杂质及胶体粒子，使其迅速沉降，达到絮凝目的。
附图说明
图1是本发明阳离子高分子聚合物的制备过程示意图；
图2是羟丙基壳聚糖与本发明制备的阳离子高分子聚合物的傅里叶红外对比示意图。
图3是阳离子高分子聚合物絮凝性能评价。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
本发明中羟丙基壳聚糖通过以下方法制备：
将壳聚糖加入到质量浓度为20％-60％的氢氧化钠溶液中，碱化10min-60min后加入到20mL异丙醇中，搅拌均匀后，升温至40-80℃，再加入质量分数为10％的四甲基氢氧化铵溶液和环氧丙烷，继续反应3-8h，静置后，倒除上层清液，调节pH为6.5-7.5后加入丙酮与乙醇(丙酮：乙醇体积比＝1:2)的混合溶液，抽滤得到滤饼，索氏抽提后干燥，得到羟丙基壳聚糖。其中，所述壳聚糖、氢氧化钠与环氧丙烷的质量比为1：(9-13.5)：(8-15)。
本发明制备的阳离子高分子聚合物为如下两种结构物质的混合物；
其中，阳离子度为46.73％-64.20％。
本发明还提供阳离子高分子聚合物的制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)与丙烯酰胺(AM)发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，即阳离子高分子聚合物，具体过程是：
参见图1，步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至50-80℃；
步骤3，加入一定量的硝酸铈铵水溶液，引发20min；
步骤4，缓慢滴加一定量的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物；
步骤5，滴毕后，再滴加第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加完后继续反应4h；
步骤6，反应结束后加入丙酮，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
其中，步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为下面两种结构物质的混合物：
其中阳离子度为46.73％-64.20％。
本发明阳离子高分子聚合物的制备过程化学反应过程如图1所示：羟丙基壳聚糖(HPCS)与丙烯酰胺(AM)，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)发生自由基共聚制得三元共聚物。
参见图2，硝酸铈铵引发羟丙基壳聚糖自由基共聚反应时，Ce4+先与HPCS糖残基的C2-NH2和C3-OH反应生成一种复合物，随后2位和3位碳原子之间的化学键打开，生成-CH＝NH和-CH(OH)两种自由基，两种自由基可与AM和DAC反应，即可得到两种结构产物，在HPCS-AM-DAC三元共聚物的红外光谱图中，ν＝3099cm-1出现了-CH＝NH的N-H伸缩振动峰，ν＝1683cm-1出现季铵基团中羰基伸缩振动峰，在1587cm-1处有酰胺基团的吸收峰，ν＝2964cm-1出现季铵盐中-CH3的伸缩振动峰，证明丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)已接枝在羟丙基壳聚糖上。
图3为pH＝6，高岭土悬浊液原水浊度为150NTU时，阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、壳聚糖(CTS)和阳离子高分子聚合物HPCS-AM-DAC的投加量絮凝效果对比图。由图3可知，阳离子高分子聚合物HPCS-AM-DAC对模拟废水上清液的浊度去除率优于CPAM，CTS，投加量在0～4mg/L时，残余浊度有明显的降低，而投加量大于5mg/L时，残余浊度略有上升，这是因为阳离子高分子聚合物HPCS-AM-DAC结构中含有大量氮正离子，可与悬浮颗粒所带的负电荷发生电荷中和，压缩胶体双电层使其絮凝，而较高的相对分子质量可使HPCS-AM-DAC在絮凝过程中分子链伸展发挥吸附架桥作用，使絮体沉降迅速，当投加量大于5mg/L，过量的HPCS-AM-DAC使得絮体脱稳而重新悬浮，从而导致残余浊度升高，所以HPCS-AM-DAC的最佳投量为1～2mg/L。
下面通过具体的实施例进行详细说明。
实施例1
一种阳离子高分子聚合物制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰胺，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，其具体过程是：
步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将1g羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至55℃；
步骤3，加入质量浓度0.22％的硝酸铈铵水溶液，引发20min；硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.1％。
步骤4，缓慢滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与质量浓度为16.7％的第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物，滴加时间为15min；其中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为2.49g，丙烯酰胺为0.83g；
步骤5，滴毕后，再滴加质量浓度为16.7％的第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加时间为15min，滴加完后继续反应4h；其中，丙烯酰胺为1.17g；
步骤6，反应结束后加入丙酮溶液，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
其中，步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为具有下面两种结构的物质的混合物。
实施例2
一种阳离子高分子聚合物制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰胺，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，其具体过程是：
步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将1g羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至65℃；
步骤3，加入质量浓度0.42％的硝酸铈铵水溶液，引发20min；硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的2.1％。
步骤4，缓慢滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与质量浓度为25％的第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物，滴加时间为20min；其中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为3.0g，丙烯酰胺为1g；
步骤5，再滴加质量浓度为25％的第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加时间为30min，滴加完后继续反应4h；其中，丙烯酰胺为1g；
步骤6，反应结束后加入丙酮溶液，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
其中步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为具有下面两种结构的物质的混合物。
实施例3
一种阳离子高分子聚合物制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰胺，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，其具体过程是：
步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将1g羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至55℃；
步骤3，加入质量浓度0.3％的硝酸铈铵水溶液，引发20min；硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.5％。
步骤4，缓慢滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与质量浓度为58.3％的第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物，滴加时间为30min；其中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为2.49g，丙烯酰胺为0.83g；
步骤5，再滴加质量浓度为58.3％的第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加时间为40min，滴加完后继续反应4h；其中，丙烯酰胺为1.17g；
步骤6，反应结束后加入丙酮溶液，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
其中步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为具有下面两种结构的物质的混合物。
实施例4
一种阳离子高分子聚合物制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰胺，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，其具体过程是：
步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将1g羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至55℃；
步骤3，加入质量浓度0.36％的硝酸铈铵水溶液，引发20min；硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.8％。
步骤4，缓慢滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与质量浓度为30％的第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物，滴加时间为40min；其中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为3.501g，丙烯酰胺为1.167g；
步骤5，再滴加质量浓度为30％的第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加时间为20min，滴加完后继续反应4h；其中，丙烯酰胺为0.833g；
步骤6，反应结束后加入丙酮溶液，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
其中步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为具有下面两种结构的物质的混合物。
实施例5
一种阳离子高分子聚合物制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰胺，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，其具体过程是：
步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将1g羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至55℃；
步骤3，加入质量浓度0.42％的硝酸铈铵水溶液，引发20min；硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的2.1％。
步骤4，缓慢滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与质量浓度为40％的第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物，滴加时间为50min；其中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为3g，丙烯酰胺为1g；
步骤5，再滴加质量浓度为40％的第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加时间为65min，滴加完后继续反应4h；其中，丙烯酰胺为1g；
步骤6，反应结束后加入丙酮溶液，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
其中步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为具有下面两种结构的物质的混合物。
实施例6
一种阳离子高分子聚合物制备方法，包括羟丙基壳聚糖与丙烯酰胺，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵发生自由基共聚反应，得到阳离子高分子聚合物，其具体过程是：
步骤1，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将1g羟丙基壳聚糖加入装有25mL蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使其溶解均匀；
步骤2，通氮气30min排除氧气，升温至55℃；
步骤3，加入质量浓度0.26％的硝酸铈铵水溶液，引发20min；硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.3％。
步骤4，缓慢滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)水溶液与质量浓度为50％的第一份丙烯酰胺(AM)水溶液的混合物，滴加时间为65min；其中，丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为3g，丙烯酰胺为1g；
步骤5，再滴加质量浓度为50％的第二份丙烯酰胺(AM)水溶液，滴加时间为40min，滴加完后继续反应4h；其中，丙烯酰胺为1g；
步骤6，反应结束后加入丙酮溶液，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物。
实施例1-6制备的步骤6中所得到的阳离子高分子聚合物为下面两种结构的物质的混合物。
实施例7
将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；
按羟丙基壳聚糖与蒸馏水的比为1g：25mL，将羟丙基壳聚糖加入到装有蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使羟丙基壳聚糖溶解，排除氧气后升温至50℃，再加入质量浓度为0.22％的硝酸铈铵水溶液，引发反应20min后滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与质量浓度为16.7％的第一份丙烯酰胺水溶液的混合物，滴加时间为15min，滴毕后再滴加质量浓度为16.7％的第二份丙烯酰胺水溶液，滴加时间为40min，滴加完后继续反应4h，反应结束后加入丙酮，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提8h，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物；
其中，所述硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.1％。
所述羟丙基壳聚糖质量、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵质量与丙烯酰胺的总质量的比为1：2：3.5。
所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺的质量比为3:1。
实施例8
将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；
按羟丙基壳聚糖与蒸馏水的比为1g：25mL，将羟丙基壳聚糖加入到装有蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使羟丙基壳聚糖溶解，排除氧气后升温至70℃，再加入质量浓度为0.3％的硝酸铈铵水溶液，引发反应20min后滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与质量浓度为30％的第一份丙烯酰胺水溶液的混合物，滴加时间为65min，滴毕后再滴加质量浓度为30％的第二份丙烯酰胺水溶液，滴加时间为15min，滴加完后继续反应4h，反应结束后加入丙酮，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提10h，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物；
其中，所述硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.5％。
所述羟丙基壳聚糖质量、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵质量与丙烯酰胺的总质量的比为1：4.5：2。
所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺的质量比为3:1。
实施例9
将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；
按羟丙基壳聚糖与蒸馏水的比为1g：25mL，将羟丙基壳聚糖加入到装有蒸馏水的三口烧瓶中，在250r/min下搅拌使羟丙基壳聚糖溶解，排除氧气后升温至80℃，再加入质量浓度为0.42％的硝酸铈铵水溶液，引发反应20min后滴加质量浓度为80％的丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与质量浓度为58.3％的第一份丙烯酰胺水溶液的混合物，滴加时间为30min，滴毕后再滴加质量浓度为58.3％的第二份丙烯酰胺水溶液，滴加时间为65min，滴加完后继续反应4h，反应结束后加入丙酮，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提12h，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物；
其中，所述硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的2.1％。
所述羟丙基壳聚糖质量、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵质量与丙烯酰胺的总质量的比为1：3：1。
所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺的质量比为3:1。
本发明通过羟丙基壳聚糖(HPCS)与丙烯酰胺(AM)及丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)发生自由基共聚反应，制备了阳离子高分子化合物，其正电荷密度高，相对分子质量大，后处理简单，产物具有良好的絮凝性能。

Claims (9)

1.一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，将丙烯酰胺分为两份，并将每份均加入到水中，得到第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液；将羟丙基壳聚糖加入到装有蒸馏水的三口烧瓶中，搅拌使羟丙基壳聚糖溶解，排除氧气后升温至50-80℃，再加入硝酸铈铵水溶液，引发反应20min后滴加丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物，滴毕后再滴加第二份丙烯酰胺水溶液，滴加完后继续反应4h，反应结束后处理，得到阳离子高分子聚合物。
2.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述羟丙基壳聚糖与蒸馏水的比为1g：25mL。
3.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述硝酸铈铵的质量为羟丙基壳聚糖质量的1.1％-2.1％。
4.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述搅拌速率为250r/min。
5.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述羟丙基壳聚糖质量、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵质量与丙烯酰胺的总质量的比为1：(2-4.5)：(1-3.5)。
6.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液与第一份丙烯酰胺水溶液的混合物中丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与丙烯酰胺的质量比为3:1。
7.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述硝酸铈铵水溶液的质量浓度为0.22％-0.42％。
8.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，所述丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液的质量浓度为80％；所述第一份丙烯酰胺水溶液和第二份丙烯酰胺水溶液的质量浓度均为16.7％-58.3％。
9.根据权利要求1所述的一种阳离子高分子聚合物的制备方法，其特征在于，处理具体过程为：加入丙酮，抽滤得到滤饼，乙醇作为溶剂进行索氏抽提，抽提完成后干燥，得到阳离子高分子聚合物，其中，索氏抽提的时间为8-12h。
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