发明内容
[0005] 针对现有技术的不足,本发明提供一种壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)接枝共聚温敏型高分子絮凝剂及其制备方法。
[0006] 一种壳聚糖/聚(N-异丙基丙烯酰胺)接枝共聚温敏型高分子絮凝剂,其制备首先以乙二胺与丙烯酸甲酯为原料合成了端基为四个胺基的树枝状大分子;以2-巯基丙酸作为链转移剂,参加N-异丙基丙烯酰胺的聚合反应,制备得到聚N-异丙基丙烯酰胺羧酸衍生物,其末端羧酸基团在脱水剂作用下与壳聚糖和树枝状大分子的胺基反应,得到温敏型高分子絮凝剂。
[0007] 具体步骤如下:
[0008] (1)端胺基树枝状大分子的合成:
[0009] ①、将3-5重量份乙二胺加入到带有磁力搅拌子、回流冷凝管和温度计的三颈瓶中,以乙二胺和丙烯酸甲酯摩尔比为1:8的量加入丙烯酸甲酯以及14-22份甲醇,搅拌混合均匀,于20-30℃下搅拌反应5-7小时,减压蒸馏,得到淡黄色液体;
[0010] ②、将上述淡黄色液体中与16-25份甲醇、32-46份乙二胺依次加入到三颈瓶中,搅拌混合均匀,于20-30℃下搅拌反应20-26小时,减压蒸馏,得淡黄色透明粘稠状液体产物;
[0011] (2)聚N-异丙基丙烯酰胺羧酸衍生物的制备:
[0012] 三颈瓶中加入80-150份甲醇,在氮气保护下升温至60-70℃,缓慢加入55-70份N-异丙基丙烯酰胺、1-4份偶氮二异丁腈与10-21份2-巯基丙酸,继续通入氮气,并在60-70℃持续搅拌20-24小时,减压蒸馏除去溶剂,混合物用丙酮溶解,滴加正己烷重结晶,过滤,将固体产物在35-45℃真空干燥,制得聚N-异丙基丙烯酰胺羧酸衍生物;
[0013] (3)取10-15份壳聚糖溶解于65-80份盐酸溶液中,搅拌条件下加入步骤(1)制备的端胺基树枝状大分子,再依次加入上述聚N-异丙基丙烯酰胺羧酸衍生物的水溶液、7-14份二环己基碳化二亚胺,之后滴加0.02-0.1份四甲基乙二胺,室温搅拌反应3-4天,过滤后将滤液置于透析袋中用蒸馏水透析4天,每过1天换一次蒸馏水,将留在透析袋中的溶液进行冻干处理,即得。
[0014] 其中,所述步骤(3)中使用的盐酸溶液浓度为1-3%,优选2%。
[0015] 其中,所述步骤(3)中聚N-异丙基丙烯酰胺羧酸衍生物的水溶液的浓度为20-40%。
[0016] 与现有技术相比,本发明具有以下优点:
[0017] (1)本发明以2-巯基丙酸作为链转移剂,参加N-异丙基丙烯酰胺的聚合反应,制备得到聚N-异丙基丙烯酰胺羧酸衍生物,其末端羧酸基团在脱水剂作用下与壳聚糖和树枝状大分子的胺基反应,得到温敏型高分子絮凝剂,同时引入树形大分子,使本发明温敏型絮凝剂结合树形大分子和温敏聚合物的优良性能,具有相变温度窄、滞后效应小等优异性能。
[0018] (2)本发明絮凝剂材料中引入了端胺基树枝状大分子,其支链上含有大量活泼胺基、亚氨基基团,不仅具有较高的反应活性,而且通过调节吸附环境的pH值可使含胺基的絮凝剂表面发生质子化或去质子化从而改变其表面的正电荷密度,实现对带负电荷污染物的的吸附,同时壳聚糖分子的引入,具有高电荷密度,不仅能吸附在水中的负电荷微粒,并且还能与许多重金属离子鳌合,实现高效絮凝。