新型淀粉接枝双氰胺甲醛缩聚物絮凝剂的制备及反应机理研究

张 恒 王晓平 胡振华 张岩冲 王传路

(1.青岛科技大学化工学院,山东青岛,266042；2.南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室,江苏南京,210037；3.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)

絮凝剂是废水处理中应用最为广泛且用量最大的产品[1-2],由于无机铝盐絮凝剂和聚丙烯酰胺有机大分子絮凝剂[3- 4]等都存在环境安全和二次污染等问题,因此,高效价廉、生态安全、无污染的阳离子接枝淀粉絮凝剂已成为水处理领域研究和开发的热点。

双氰胺甲醛缩聚物是制备工艺简单的阳离子型絮凝剂[5- 6],但其价格较贵、储存性能差(分子质量越高越容易在储存过程中凝胶固化),因此,将双氰胺甲醛缩聚物接枝到淀粉分子链上不仅拓宽了阳离子型接枝淀粉絮凝剂的制备方法,而且解决了双氰胺甲醛缩聚物絮凝剂价格较贵、分子质量较低、储存稳定性差的缺点,同时符合絮凝剂绿色发展的趋势。

目前,淀粉接枝双氰胺甲醛缩聚物絮凝剂[7- 8]的制备方法一般是把双氰胺甲醛缩聚物絮凝剂与淀粉直接混合反应。如曾小君等人[9-10]采用直接将淀粉或阳离子淀粉加入到双氰胺甲醛缩聚物制备过程中的方法制备淀粉接枝双氰胺甲醛缩聚物絮凝剂,但并没有给出这种方法的反应机理。由于双氰胺甲醛缩聚物制备过程中大量羟甲基参与脱水缩聚反应,因此,羟甲基与淀粉分子中的羟基可能也发生了脱水缩聚反应,从而使双氰胺甲醛缩聚物交联或者接枝到淀粉分子链上形成了(阳离子)淀粉-双氰胺-甲醛絮凝剂。……