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摘 要

本文以木质素磺酸盐、丙烯酰胺（AM）、甲基丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵（DMEMAAB）为原料，通过接枝共聚，制得木质素磺酸盐两性絮凝剂（LDA），得到了最佳合成工艺条件：反应温度50℃ ，共聚时间 6h，固含量 20％ ，引发剂质量分数 1％ ，单体与木质素磺酸盐质量比 4:1 ，AM与DMEMAAB质量比2:1。产品单体转化率为92.65%，接枝效率82.17％，接枝率为75.32% 。通过絮凝实验验证了LDA可以作为优秀的絮凝剂，实现了以废制废的目标，符合可持续发展的经济原则。

关键词：木质素磺酸盐；两性絮凝剂；丙烯酰胺；甲基丙烯酰氧乙基二甲基乙基溴化铵，过硫酸铵

Grafted and properties of lignin

Abstract

In this paper, lignin sulfonate, acrylamide (AM), and dimethyl methacrylamide and Xianyang bromide (DMEMAAB) as raw materials, by graft copolymerization to prepare amphoteric flocculants lignosulfonate (LDA) obtained optimum conditions: temperature 50 ℃, the copolymerization time 6h, solid content of 20%, initiator mass fraction of 1%, and lignin sulfonate monomer mass ratio 4:1, AM and DMEMAAB mass ratio of 2 : 1. Product of monomer conversion was 92.65%, 82.17% grafting efficiency of the grafting rate of 75.32%. By flocculation experiments validate the LDA can be used as excellent flocculant to achieve the goal of waste to the waste system, in line with the principles of sustainable economic development.

KEY WORDS: Lignin sulfonate; Methacryloxy ethyl dimethyl ammonium bromide；dimethyl ammonium chloride;Ammonium persulfate

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 木质素磺酸盐的结构和用途 2

1.2 木质素磺酸盐的应用研究 2

1.2.1 在混凝土减水剂中的应用研究......................................................................................2

1.2.2 在石油开采中的应用研究...............................................................................................2

1.2.3 在分散剂、絮凝剂、缓蚀阻垢剂方面的应用研究..................................................3

1.3 木质素磺酸盐的接枝共聚 3

1.4 本论文的主要工作 4

第二章 实验原理 5

2.1 机理 5

2.2 聚合反应 5

第三章 实验部分 7

3.1 实验仪器及药品 7

3.1.1 实验药品 7

3.1.2 实验仪器 7

3.2 阳离子单体DMDAAC的制备 7

3.3 LDA的合成 8

3.4产品性质的测定 8

3.4.1 接枝效率 8

3.4.2 接枝率 9

3.4.3 单体转化率 9

3.4.4 固含量（X) 9

第四章 结果与讨论 10

4.1 温度对接枝共聚反应的影响 10

4.2 时间对接枝共聚的影响 11

4.3 固含量对接枝共聚反应的影响 12

4.4 絮凝试验 13

4.4.1 二氧化钛模拟废水的配制 13

4.4.2 絮凝试验 13

第五章 总结 15

5.1 实验结论 15

5.2 展望与发展 15

参考文献 16

致谢 17

第一章 绪论

木质素磺酸盐是制浆造纸工业亚硫酸法制浆废液絮凝沉降的回收物, 是一种无毒、可生物降解、来源丰富的可再生资源^[11]。木质素磺酸盐分子结构中含有酚羟基、醇羟基、磺酸基、羧基等基团，使其具有了良好的水溶性、吸附性、两亲性等性能，因此被广泛应用到水处理剂、煤浆分散剂、离子交换剂、减水剂等领域中^[1]。

1.1 木质素磺酸盐的结构和用途

木质素磺酸盐是造纸行业的主要污染物之一，传统的亚硫酸盐法造纸废水中大约有 50% 的污染物为木质素磺酸盐。作为一种芳香族木质素磺化衍生化合物，它是木质素分子结构中的醇羟基和酚羟基等多种基团上的碳-碳键和醚键，受磺酸基磺化后形成的木质素磺酸盐化合物，所以木质素磺酸盐的分子结构十分复杂。它是由多个苯核通过C-C键，芳-烷，芳-芳键等联结而成，具有酚羟基，甲氧基以及醛基等活性基团，其侧链上还有双键等^[2]。

国内市场上木质素磺酸盐产品主要以木质素磺酸钙、木质素磺酸钠的形式出现，另外，还有木质素磺酸胺及其它改性产品，也有碱木素磺化得到的。

木质素磺酸盐主要来自传统的亚硫酸盐法制浆和其它改性的亚硫酸盐制浆过程，因材质不同及制浆方法的不同，分子结构有一定的差异，主要功能基的分布不一样，且分子量也存在着一定的多分散性。通常低分子量的木质素磺酸盐在溶液中缔合在一起；高分子量的木质素磺酸盐是具有三维立体空间结构的化合物，在水介质中显示出聚合电解质行为。广州木钙因其分子是大于 5000 的组合较多，其分散性能和粘结性能较好；而 SFP 木质素因磺化度高，溶解性好，有较高的电负性和表面活性^[5]。

木质素磺酸盐由于其分子结构和各种化学基团等因素使具有分散性、粘结性、螯合性和化学反应性，这些性质使木质素磺酸盐在很多领域得到了广泛的应用如：可用它来制备合成树酯和胶粘剂、作为混凝土减水剂、染料颜料分散剂、农药分散剂、农药或肥料造粒剂、矿粉浮选剂、采油用驱油剂等。

1.2 木质素磺酸盐的应用研究

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