无机高分子絮凝剂研究进展

无机高分子絮凝剂研究进展（共14篇）

篇1：无机高分子絮凝剂研究进展

无机高分子絮凝剂研究进展

无机高分子絮凝剂在水处理中得到广泛应用,主要包括阳离子型、阴离子型及复合型3类,其中,复合型无机高分子絮凝剂的发展尤为迅速,并逐步成为絮凝剂中主流药剂.主要对无机高分子絮凝剂的发展现状、原料来源、制备方法及应用前景进行了探讨.

作 者：孔爱平王九思 刘剑 姜艳玲 夏德强 Kong Aiping Wang Jiusi Liu Jian Jiang Yanling Xia Deqiang 作者单位：兰州交通大学化学与生物工程学院,兰州,730070刊 名：精细石油化工进展英文刊名：ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS年，卷(期)：9(3)分类号：X7关键词：无机高分子絮凝剂 复合型无机高分子絮凝剂 制备 应用

篇2：无机高分子絮凝剂研究进展

通过对氯化铁和聚合氯化铁溶液对金属腐蚀速率的`测定及腐蚀形态的观察,研究其腐蚀特性参数及相关腐蚀机理;并探讨了不同碱化度的聚合氯化铁对腐蚀特性的影响.实验结果表明,与氯化铁相比,PFC可有效降低铁盐的腐蚀能力;PFC可以有效抑制铁离子的氧化溶解作用,降低腐蚀性;随着碱化度的升高PFC的腐蚀性降低.

作 者：王红宇 刘宏远 孟军 栾兆坤 WANG Hong-yu LIU Hong-yuan MENG Jun LUAN Zhao-kun  作者单位：王红宇,刘宏远,WANG Hong-yu,LIU Hong-yuan(浙江工业大学,建筑工程学院,浙江,杭州,310032)

孟军,栾兆坤,MENG Jun,LUAN Zhao-kun(中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京,100085)

刊 名：浙江工业大学学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 年，卷(期)：2005 33(4) 分类号：X131.2 关键词：聚合氯化铁   氯化铁   腐蚀   絮凝剂  

★ 阳离子高分子絮凝剂P(DMC-AM)在制革废水处理中的应用研究

★ 医疗废物焚烧处置过程中关键参数研究

★ 我国玻璃包装废物产生特性和回收对策研究

★ 盐藻与高分子磁性微球的相互作用研究

★ 高介电HfOxNy薄膜的制备及其光学性能研究

★ 氧化偶合絮凝剂强化混凝处理微污染原水的实验研究

★ 利用红色文化资源加强长治小学生思想道德教育的研究

★ 利用沸石去除电镀废水中重金属离子的试验研究

★ 利用高斯传播子研究含源介观电路的量子效应

篇3：无机高分子絮凝剂研究进展

卧螺离心机因其分离效果好、自动化程度高等特点,广泛应用于市政、工业污水厂的污泥脱水工艺。由于污泥的固体颗粒一般很细小,常常带负电荷,能够形成一种稳定的胶体悬浮液[1],为了提高污泥脱水效果,需对污泥进行预处理,目前普遍采用的方法为投加絮凝剂的化学调理方法,细小的污泥颗粒通过絮凝后形成较大颗粒,从而便于离心分离。

在卧螺离心机实际运行过程中,会产生很高的剪切力,最大时为2 500～3 000倍重力加速度,将絮凝好的颗粒搅碎。实验室污泥絮凝实验时,通过对絮凝体沉降速度和上清液澄清度的考察,可衡量絮凝效果的好坏,由于实验是静态的过程,絮凝体耐受高剪切力的性能容易被忽略,待到上机实验时筛选合适的絮凝剂,往往会消耗大量的时间和资源。因此采用模拟高剪切力环境的方法,进行动态絮凝,以便更加准确地选择适合的絮凝剂与预测用量。

2 材料与方法

2.1 实验方法

通过控制搅拌速度来模拟高剪切力的环境,搅拌速度会影响絮凝效果,速度过快,会将大胶体或絮体搅碎,同时高分子絮凝剂在高剪切作用下极易断链,造成降解失效。一般搅拌速度以40～80r/min为宜,不要超过100r/min[2]。由于各种文献资料表述的最大搅拌速度不尽相同,搅拌直径也未说明,故以线速度表示,采用两种实验方法,将污泥高速搅拌,再投加絮凝剂,通过对絮凝体沉降效果的考察,判断絮凝剂耐受高剪切力的程度;小试模拟后,进行中试模拟,采用上海市离心机械研究所有限公司研发的专利装置模拟卧螺离心机内部流动状态。

2.2 实验仪器与试剂

仪器为恒速搅拌器S312-40,转速60～1 300r/min,搅拌器最大直径48mm,数字显示转速;试剂为聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM),阳离子、阴离子各两种,相对分子量分别800万和1 200万;样品为二沉池污泥,取自上海长桥污水处理厂,污泥浓度3%(m/m)。

2.3 实验数据

2.3.1 小样实验

将PAM絮凝剂配成0.1%浓度的溶液备用。取200mL污泥,加入絮凝剂至获得良好的絮凝效果,留作对比样,观察并记录絮凝体大小、絮凝剂用量;将物料在高速下搅拌,转速分为5档:400、600、800、1 000、1 200r/min,分别对应线速度为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0m/s,加入絮凝剂絮凝,搅拌10s后倒入量筒,测定污泥沉降比(SV),计算污泥指数(SVI)。实验数据见图1,实验显示动态絮凝时的絮凝体要比静态小许多,阴离子絮凝剂在高速搅拌下容易被打散,污泥回到原有状态,沉降性能差;阳离子絮凝剂相对比较稳定,絮凝体比阴离子大些,分子量高的絮凝剂沉降性能好些。

2.3.2 中试实验

实验装置如图2所示,进泥量1.0m3/h,线速度8.0m/s,采用阳离子絮凝剂进行实验。实验步骤:进泥同时投加絮凝,从取样口取样测定SVI值,调节絮凝剂的量直至SVI值达到小样实验时的水平,记录絮凝剂的用量。阳离子1 200万分子量用量为静态时的1.5倍,800万分子量为1.9倍。

3 结语

小样实验表明:阳离子絮凝剂相比阴离子抗高剪切力的性能强,絮凝效果也更好,因此市政污泥采用阳离子絮凝剂更好些,相对分子量高的絮凝剂用量少些,而动态中试时的用量基本是静态实验时的1.5～2.0倍。

摘要：指出了在离心脱水过程中,需对污泥投加絮凝剂进行化学调理,保证脱水效果。通过对有机高分子絮凝剂静态与动态絮凝的模拟研究,考察了絮凝剂在高剪切力下的耐受程度,研究选择了适用于卧螺离心机的絮凝剂。

关键词：卧螺离心机,离心脱水,絮凝剂,动态絮凝,高剪切力

参考文献

[1]刘超.城镇污水污泥处理过程中絮凝剂的选用[J].水处理工程与设备,2009,11(3):11～14.

篇4：无机高分子絮凝剂研究进展

【关键词】无机高分子絮凝剂；铁盐；水处理

近年来，水源水质不断恶化但城市供水水质标准日趋严格，这就对水厂出水水质提出了更高要求。由于传统絮凝剂受到诸多因素的限制，絮凝效果已很难满足目前的处理要求，高分子絮凝剂以其超强的凝聚效果、良好的脱色能力等优点，在水处理过程中起着越来越重要的作用。

1.无机高分子絮凝剂的絮凝机理及优势

无机高分子絮凝剂的作用机理是多核羟基络合物的中间产物，与颗粒物的吸附实际上是表面络合配位作用，吸附在表面后会从溶液中吸取羟基，继续其水解沉淀过程，直至饱和成为氢氧化物沉淀凝胶，与颗粒物生成絮团。因此无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂相比较具有较多的优势：适应性广泛，絮凝沉降性能好，具有高效低耗的特点；水解产物或中间产物无毒或低毒；制备絮凝剂的原材料来源广泛，价格低廉；制备絮凝剂的工艺简便易行。

2.聚合高分子铁盐絮凝剂的研制

无机高分子铁盐絮凝剂的生产在水处理中的应用已取得了一定进展，目前聚合铁盐主要有聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合磷酸铁等。

（1）聚合硫酸铁：一种在硫酸铁分子族的网状结构中插入羟基后形成的无机高分子絮凝剂，在水中以各种多核羟基络离子的形式存在，同时具有电中和和吸附架桥能力，具有很强的除浊、除色及去除重金属的能力。此外，对浮游微生物也有较好的去除效果。

（2）聚合氯化铁：可按任意比例与水混合，水解速度快，腐蚀性小，适用范围广，净水效果比氯化铁好，特别适用于处理低温水。随着聚铁盐研究的深入，在聚合氯化铁的基础上利用煤矸石、铁矿石等为原料研制出铁铝复合絮凝剂聚合氯化铝铁。

（3）聚铁的改性：为提高单一聚合铁盐聚合度、稳定性及净水效果等，对聚合铁盐进行复合改性。一方面可在合成时加入某种添加剂，使其插入聚合铁的分子网络中或与之形成配合物；另一方面在铁盐体系中引入阳离子或阴离子，对聚合铁盐絮凝剂进行复合改性。包括加入Al、Mg等进行阳离子改性，可充分发挥各种盐类的优势和它们的协同增效作用；引入阴离子，特别是高价阴离子，如硅酸根，不仅可增加聚合度，还可能产生新的物种；阴、阳离子都加入，形成阴阳离子复合改性体系。有关聚铁研究表明Fe3+具有强烈的水解倾向，聚铁的絮凝性能与盐基度有关，盐基度越高，其分子聚合度越大，絮凝性能就越好，因此在聚铁生产基础上加入少量改性剂，使其盐基度提高，更好的改善絮凝效果。

3.复合型高分子铁盐絮凝剂的研制

无机高分子絮凝剂的研制主要向引入其他离子、制备复合型絮凝剂方向发展，因此，引入羟基、聚硅酸、磷酸根等以增强铁盐聚合物的聚集能力，从而改善絮凝效果。

（1）聚氯硫酸铁：利用硫酸-盐酸混合酸为原料可制得聚氯硫酸铁，这是在聚合硫酸铁基础上研制的复合铁盐絮凝剂，它具有良好的电荷中和与吸附架桥功能。在给水处理中，聚氯硫酸铁沉降快，沉降的污泥脱水性能好。在相同的絮凝条件下，聚氯硫酸铁的投加量仅为聚合硫酸铁的二分之一，且絮凝效果更好。聚氯硫酸铁在pH=6～9的范围内具有良好的絮凝去浊性能。聚氯硫酸铁的混凝效果优于 PFS和三氯化铁，当投加量在10×10-6～15×10-6时，处理后的原水浊度符合饮用水标准。

（2）聚合硅酸类复合铁盐：相对于聚合铁而言，对聚硅酸的聚合机制研究较为透彻，当聚硅酸铁盐用作絮凝剂投进水中后，一方面稀释作用、pH的升高会引起铁盐水解程度的变化和形态的转化，铁水解产物与聚硅酸结合，pH的升高导致聚硅酸的进一步聚合直至形成溶胶物；另一方面，铁的各水解产物在混合过程中被水中悬浮物颗粒吸附使颗粒脱稳，聚硅酸大分子或溶胶对吸附了铁水解产物的悬浮物产生架桥及黏附作用产生了大的絮体，从而取得净水效果，以上过程同时进行且可迅速完成。

目前，聚硅硫酸铁絮凝剂的合成方式主要有：将硫酸铁引入到活化后的硅酸聚合物中，陈化后得到聚硅硫酸铁絮凝剂；将聚硅酸与聚合硫酸铁在一定条件下复合，得到聚合硫酸铁-聚硅酸复合型絮凝剂。此外，如将聚硅酸与聚合氯化铁复合可得聚合硅酸氯化铁。

（3）聚合磷酸类复合铁盐：在聚合铁盐中引入适量的磷酸盐可制得聚合磷酸类复合铁盐，磷酸根能影响Fe3+的水解反应，增强桥连作用，形成多核络合物，显著提高聚合铁盐的絮凝速度和絮凝能力。絮凝剂絮凝能力的提高与磷酸根置换聚合铁的羟基，在铁原子间架桥形成高价的多核络合物有关。此外将一定配比的三氯化铁、磷酸氢二钠一起研磨，搅拌均匀后置于瓷坩埚放入高温炉，控制温度280～320℃，分解一段时间，取出冷却至室温，加入适量去离子水，充分搅拌成软固体物即得聚磷氯化铁。在聚合氯化铁中引入适量磷酸根，对聚铁有增聚作用，其混凝去污能力超过PFC。

此外，将聚铁与专用助凝剂Mz混合，可形成高聚合体复盐，其聚合和处理效果优于常见的铁盐絮凝剂。此外在聚铁生产的基础上进行改性，其絮凝效果也远远优于传统聚铁盐。

4.无机-有机高分子铁盐絮凝剂的研制

无机高分子絮凝剂虽然对水处理的适应性强，但生成的絮体体积小，絮凝速度受到影响。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比，具有用量少，絮凝速度快，受共存盐类、PH值及环境温度影响小等优点。此外，有机高分子絮凝剂脱色性好，某些有机絮凝剂的脱色率比无机絮凝剂高20%～30%。但由于某些有机高分子絮凝剂在水解或降解过程中的产物有毒，所以在实践应用中发现无机-有机物进行共聚生成新型聚合物，使它不仅可消除副产物毒性而且其絮凝性能得到提高。有机无机复合絮凝剂的品种日趋多样，性能也向多元化发展。作用机理主要与协同作用相关。无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒，使形成颗粒并逐渐增大；而有机高分子成分通过自身的桥联作用，利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用，网捕其它杂质颗粒一同下沉。同时，无机盐的存在使污染物表面电荷中和，促进有机高分子的絮凝作用，大大提高絮凝效果。

无机一有机高分子复合的优越性主要体现在：无机高分子絮凝剂的吸附架桥能力较弱，而有机高分子絮凝剂的加人会弥补这一弱点，使得絮凝剂的絮凝性能提高；絮体形成速度加快，体积更大，沉降性能更好；絮凝的有效pH范围会变宽；絮凝剂的投量会减少，处理成本会降低。

5.结束语

（1）应加强絮凝学科的基础研究：复合絮凝剂的组分复杂，其在水中存在的形态及相互作用还有很多模糊之处，通过加强对絮凝化学、絮凝动力学等的研究，进一步揭示复合絮凝剂的复杂作用机理，才能确定优势絮凝性能的物质及其形态，推动高效絮凝剂的开发。

（2）应加强絮凝剂的改性研究：普通聚铁因生产过程中使用了亚硝酸钠作为催化剂，其潜在的不安全性影响了作为生活饮用水处理剂的广泛应用，而改性后的聚铁则能有效去除亚硝酸盐，减少在使用过程中的二次污染。

（3）应加强复合絮凝剂的配比和最佳工艺研究：每种复合絮凝剂的组分在形态结构和絮凝效果中的作用大小，需要在实验中加以确定。此外，最佳配比和工艺的研究可有效降低生产成本，获得良好的经济效益。

【参考文献】

[1]汤鸿霄.无机高分子絮凝剂的研制趋向中国给水排水，1999.

篇5：无机高分子絮凝剂研究进展

我国无机高分子絮凝剂现状及发展方向

在当今环保产业技术领域中，水处理药剂与材料是当前水工业、污染治理与节水回用净化处理工程技术领域中应用最广泛，用量最大的特殊产品。其范畴主要包括三大类药剂产品：即各类型絮凝剂、缓蚀阻垢剂与消毒杀生剂。三大类材料产品：即膜分离材料，矿物过滤材料以及生物填料材料。水处理药剂与材料属于高科技含量，高附加值产品，它在很大程度上决定着水处理技术与设备的创新发展、设施与工艺流程简化、运行费用以及水质净化质量。因此，新型、高效水处理药剂与材料始终是水处理环保产业技术领域中重点发展的支柱产业，也是水工业与水污染治理工程技术与设备创新发展的基础产业。

当前优先发展新型、高效、安全、经济的水处理药剂与材料产业，加强科技创新力度，重点扶持我国规模化生产水处理药剂与材料产业基地，加快提高我国水处理药剂与材料质量，对于满足我国21世纪水处理工程技术的需要，确保水资源可持续利用，以及抵御在我国加入WTO组织后的国际资本与技术侵入风险，参与国际市场竞争，实现我国21世纪环境、经济可持续发展具有重要的战略意义。

作者仅就目前在我国水处理药剂与材料领域中使用量大而面广的无机高分子絮凝剂严业现状与发展规划做以论述。

一、无机混凝剂种类及其发展历程

1、无机混凝剂种类

无机混凝剂目前主要分为无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂两大类（见表1）。

表1 各种混凝剂的分类及种类

无机凝聚剂一般指传统铝、铁盐类化合物，无机高分子絮凝剂则指铝、铁盐的水解一沉淀动力学中间产物，即羟基聚合离子，其他一些品种，如钙盐、镁盐、活化硅酸等主要作为中和剂或助凝剂使用。目前传统凝聚剂正逐渐被无机高分子絮凝剂所取代，在全国混凝剂市

聚丙烯酰胺

场销售量中，传统凝聚剂仅约占20%，而无机高分子类约占80%以上。其中，聚合氯化铝约占65%-70%，聚合硫酸铁6%-8%，其他一些品种约占2%~5%。

2、无机高分子絮凝剂发展历程

无机高分子絮凝剂产业始于日本。60~70年代日本先后研制开发了聚合氯化铝和聚合硫酸铁生产工艺技术，此后在我国得到迅速发展，其中聚合氯化铝是当前产量最多、应用范围最广泛的品种，并衍生出多种系列复合型无机高分子絮凝剂。如在聚合铝／铁中引入不同金属离子或阴离子，或有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺，可分别制成聚合铝铁、聚合铝硅、聚合铁硅、聚硫氯化铝、聚磷氯化铝、有机复合型聚合铝，等等。作用或强吸附架桥能力或增强净化沉降性能，目的都是在于提高净化效果，降低处理成本。但无论哪种类型的无机高分子复合絮凝剂，其主体有效成分仍是铝、铁盐水解羟基聚合络离子。

我国无机高分子絮凝剂始于70年代。在原料、生产工艺及技术路线上充分体现了中国特色，即利用工业废料，如废铝灰、铝矾土、煤矸石通过酸溶或碱溶法制备聚合铝，或利用钛白生产的副产硫酸亚铁、酸洗钢铁废液制备聚合硫酸铁或聚合氯化铁，这一传统一直延续至今。70年代初，汤鸿霄等先后利用废酸、碱创建酸、碱溶铝灰法制备聚合氯化铝工艺，随后又建成煤矸石法制备聚合氯化铝生产厂。这些研究成果作为国家建委重点项曰荻1978年全国科学大会奖，由此推动了我国聚合铝絮凝剂产业发展。

80年代后期，生产者及研究人员逐渐认识到，工业废料生产聚合铝存在诸多生产工艺及品质质量问题，难以生产高品位聚合铝产品，从而转向国际流行工艺，即以工业氢氧化铝为原料，采用盐酸热压溶一步或二步法制备高品位聚合铝絮凝剂。90年代初，我们率先在唐山实施了采用盐酸热压溶一步法与喷雾干燥法制备高品位固体聚合铝絮凝剂的现代生产工艺技术。建立了规模与现代化程度居国内领先的中港合资生产厂，产品质量达到日本品质，外销东南亚。该工艺的实施极大地改变了我国聚合铝生产工艺水平落后状况，使我国聚合铝生产工艺及品质在90年代初达到了国际先进水平。

由于近年工业氢氧化铝价格持续上涨，导致生产成本增加，致使高品质产品在国内市场销售受阻。因此，寻求廉价生产原料，降低成本是众多生产厂家追求的最大目标。为此，我国独创了“铝酸钙粉”生产工艺。由于铝酸钙粉价廉，仅为工业氢氧化铝的1/4~1/5，且呈碱性，既增加产品Al2O3含量又达到高碱化度（85%以上），明显降低生产成本。同时易于采用廉价滚筒干燥制成固体产品，而工业氢氧化铝则无法实现。此外，铝酸钙粉生严聚合铝含有大量微细矿物颗粒，对低浊低碱度水质净化处理效果较好。对含油废水，工业废水也具有较强的吸附凝聚除油、去除COD的效果。因此，使用铝酸钙粉己成为目前聚合铝絮凝剂生产厂家通用的生产方法。

但采用铝酸钙粉制备的聚合铝产品呈浑浊状且含有较高含量的重金属杂质，即使长时间沉淀或机械过滤也难得完全澄清透明的产品。严格来讲，目前采用铝矾土与铝酸钙粉生产的聚合铝一般只能作为粗制品，不适合饮用水净化处理，也难以出口。

目前我国聚合氯化铝铝主要工业生产工艺概括于表2中，多采用以酸溶废铝灰、煤矸石、铝渣或铝酸钙粉在一定温度条件下经相当时间（数小时到十余小时）的酸化溶解反应，熟化或固化而制成具有高碱度的粗制液体或固体产品，少数厂家采用废铝屑或氢氧化铝酸压溶法制备精制产品。无论何种生产制备方法，最终目的是形成含OH总当量数小Al总当量数的羟基聚合物，其OH/A1的商值即称之为碱化度或盐基度。一般说来，聚合铝的碱化度越高，混凝效能越强，但碱化度过高将失去稳定而生成难溶解的氢氧化铝沉淀，同时又导致混凝效能降低。大量研究表明，碱化度控制在75%~85%为佳。但由于生产要求高浓度的铝含量(通常以Al2O3计，15%~17%)．因此很难得到即具有高碱化度且能迅速溶解透明的制品，多数在45%~60%左右，如提高碱化度，一般需要采用二次碱调方法，但制品多呈浑浊状态。

聚丙烯酰胺

表2当前我国聚合氯化铝生产原料、路线及产品特征

我国聚合铁研制始于80年代初，首先研制出聚合硫酸铁。此后，我国许多部门对聚合铁生产工艺，絮凝特性及其应用进行了大量的研究，取得了显著成就。最初采用硫酸钢铁酸洗废液作原料，但由于含铁量不稳定，导致产品不稳且重金属杂质含量高，不适用饮用水净化处理。此后转向钛白生产副产物硫酸亚铁作原料。日前，尽管液体聚合硫酸铁生产方法较多，但成熟工艺目前仍是采用亚硝酸钠氧化催化法。聚合铁碱化度需要控制较低，一般OH/Fe比控制在8%~15%。超出此碱化度范围，铁水解反应突变，从高价聚合态羟基络离子转化成高聚态低价的胶凝产物。国内目前聚合硫酸铁生产厂家主要以年产1000~2 000 t的小规模液体产品为主。近年我国也有采用常温催化聚合一步法生产固体聚合硫酸铁工艺，但售价较高，难以开拓市场。

日本在90年代开始研制聚合氯化铁絮凝剂，主要原因在于净水处理过程多采用三氯化铁凝聚剂。混凝效果也表明，聚合氯化铁能明显地增强铁系絮凝剂高效絮凝优点并克服某些缺点，理应成为最完善的水处理新型药剂，但即使在发展最快的日本也尚未能商品化，究其原因在于产品稳定性极差，聚合几小时至一周内即转向沉浣，效果降低。对此，我们经过数年持续研究，成功地攻克了其不稳定性，独创稳定性聚合氯化铁生产工艺并付诸实施，制品稳定2a以上，并进一步利用钢铁及电子线路板废水及铁屑作原料，采用固态氧化聚合法生产聚合氯化铁工艺，工艺流程简单且有效地解决了工业酸洗废液资源化处理问题。目前这项工艺技术己在天津大港油田、洛阳石化以及深圳等地投入生产。

近年来，随着环境污染治理力度加大，为适合各类水质净化处理需求，复合型絮凝剂的研制己成为热点，我们先后研制开发了聚合铝铁、铝硅、硅铝、硅铁以及聚合铝／铁与活性致浊物质和有机高分子絮凝剂等系列复合絮凝剂。同时为了节省投资，增强生产厂家的市场竞争力，利用聚合氯化铁和聚合氯化铝絮凝剂均属氯酸系列，开发了联合生产工艺技术，即采用一套主生产设备及相关附属设备，通过调整反应温度和压力，以及不同配料比生产聚合氯化铁或聚合氯化铝。并在聚合铝／铁的生产基础上，通过复配工艺，生产聚合铝硅和聚合铝铁等多品种絮凝剂。

二、无机高分子絮凝剂应用范畴及产业发展现况

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1、产业应用范畴

与传统凝聚剂相比，无机高分子絮凝剂具有显著净化处理效能，因而在给水、废水处理领域得到广泛应用，如在城市，工业给水方面，它适用于任何源水净化处理过程，尤其对微污染水质，低温、低浊、低碱度水质，除浊率高达95%~98%。在工业废水处理方面，在油田回注水、炼油、机加工含油废水、洗煤、印染废水、制药、造纸、冶金、制革等行业废水处理过程中都得到了广泛地应用。它不仅能够显著去除废水中细微悬浮颗粒物，而且能有效去除水中的各种油份、色度、COD，去除率可达60%~80%以上。尤其采用聚合铝与有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺配合使用，不仅显著降低废水处理费用，而且明显提高处理效果。

此外，无机高分子絮凝剂在城市污水强化絮凝与回用净化处理过程具有十分巨大的潜在应用前景。目前我国城市污水主要采用二级生物处理工艺，由于其投资费用大、运行管理费用高、建设周期长、占地面积大，已成为当前各级政府的沉重财政负担，尤其经济欠发达地区更为严重，大批污水处理厂或因缺乏资金而无法兴建或建成无法正常运行而被迫停运。而强化絮凝法（相当于一级半处理）在基建投资、运行维护费用、占地面积、电耗及人力等方面均远低于传统二级生化处理工艺，而且运行管理灵活方便、处理稳定、见效快、环境效益好。它不仅能在短时间内以较少投资和较低运行费用而使各地城镇污永河或城镇污水得到有效治理，同时也将有效扼制我国当前区域性水环境污染加剧趋势，因此是一种符合我国城镇当前经济发展水平的经济、实用、高效型污水处理技术。它对于解决当前我国各级政府由于治理资金不足而无法开展区域性水环境污染治理的困难局面，缓解当前我国亟待解决的水环境污染问题，实现经济与环境的可持续发展战略具有重要的现实意义。

城市污水强化絮凝工艺与絮凝剂产业发展密切相关，由于城镇污水处理水量大，污染物质含量高，絮凝剂投加量将是给水处理的2~5倍，预计絮凝剂需求量将成倍增长。但过去由于絮凝剂价格较高，因此CEPT法（城市污水强化絮凝工艺）在过去应用较少。近年由于我国价廉的无机高分子絮凝剂的大量生产，使其吨水处理药剂费用降低到0.1元以下，因此，预计不久的将来，CEPT法将会在我国城市污水净化处理中得到广泛应用。

无机高分子絮凝剂除了目前广泛应用于各种给水和废水处理、污泥处置过程外，还可应用于制药、化妆品及工业催化剂作原料或添加剂。在造纸施胶过程中，使用聚合铝替代硫酸铝可明显提高纸品质量。高品质的聚合铝絮凝剂在各种食品、糖果、酒类、饲料生产产品的固液沉降分离过程中也有不同程度的应用。

2、国外产业发展现状与特点

世界性水资源短缺与水质污染问题也日趋加剧，因而水质质量，水资源可持续利用以及水污染治理问题是关系国家社会稳定，经济可持续发展的重大问题，得到了世界各国政府的高度重视，并极大地促进了世界水处理药剂的迅速发展，市场需求量迅速增长，产品应用范围逐年扩展。

目前，世界无机高分子絮凝剂总产量约为100万t/a(不含中国)，主要品种是聚合氯化铝，约占80%以上，聚合硫酸铁约占5%~10%，其他一些复合品种，如聚合硫酸硅铝等约占5%~10%。日本聚合铝生产量1998年接近50万t/a，比60午代末增长了30倍，并超过各种絮凝剂生产总量的50%，正逐步取代传统絮凝剂。日本工艺技术和产品质量代表了当前国际聚合铝絮凝剂的最高水平。西欧各国于1976年开始生产并使用聚合铝絮凝剂，其中，以法国、瑞典生产为主，年产量己近10万t。美国、加拿大也己于1983年批准在城市给水和工业废水处理中使用，但日前仍以硫酸铝凝聚剂为主，年产量约为110万t。意大利、俄罗斯等国及我国台湾等地均有生产。目前，国际市场用于饮用水净化处理的高品位固体聚合铝售价约为500~ 600美元／t。

世界性水环境污染治理，尤其近年来CEPT法以其投资少、占地小、费用低、见效快以及特有除磷效果而得到较广泛应用。北美、欧洲的许多中小型污水处理厂（5万t以下）大

聚丙烯酰胺

多采用强化絮凝工艺。在欧洲、美国等大型污水处理厂则采用强化絮凝与生化结合方法进行污水脱氮除磷处理，降低运行费用。美国EPA最近通过了消毒剂／消毒副产物(D/DBP)法规，要求“给水及城市污水强化絮凝处理”，使新型高效絮凝剂和消毒杀菌剂在饮用水、城市污水净化处理的市场需求迅速增长，预计2000年后絮凝剂需求量将增长35%，尤其无机高分子絮凝剂(IPF)和有机高贫子絮凝剂(OPF)产品。IPF以其廉价优异的净化效能而使其成为美国当前絮凝剂产业发展主流。其中，聚合氯化铝用量增长最快，达到20%~25%，市场前景十分看好。

近年来，随着国际市场竞争加剧，国际化、规模化、专业化与系列化己成为当前国际水处理药剂产业发展趋势，特点是：(1)大多都是具有规模化生产的大企业，如美国杜邦、陶氏化学，瑞典凯米沃特、日本旭日成、东洋纺、电工、三洋等公司；(2)各公司几乎生产各类水处理药剂与材料，具有产业领域宽阔的特点；(3)针对不同水质处理需求生产多种药剂，形成系列化、专业化生产特点；(4)注重科技投入，充分利用公司技术积累，同时积极引进新技术，研制开发新产品，提高档次，扩展规模；(5)企业问跨国兼并重组，形成跨国集团生产销售，扩大市场占有率。

3、我国产业发展现状与特点

据统计，我国现有聚合铝、聚合硫酸铁絮凝剂生产厂近百家，遍及全国各地，年产量约为50万t/a，产值约8~ 10亿元。基本满足我国目前城市饮用水净化处理的需求，并部分用于工业废水处理。

我国无机高分子絮凝剂产业突出特点：(1)生产主体以中小乡镇或民营企业为主，企业数量多，但产值低。年产值达到千万元以上昀骨干企业不足20%，还没有超过亿元的大型集团企业；(2)产量低、品种少、品质差、效能低，是目前我国絮凝剂企业普遍存在的突出问题，大多数企业年产量在2 000~3 000 t且品种单一，多数产品达不到国家质量标准，能达到或超过国际质量的就更少；(3)企业科技投入不足、人员素质低、工艺落后、设备简陋，工艺技术仍停留在70、80年代水平并沿袭低投入、高能耗、高污染、低技术含量的生产方式；(4)多数企业生产条件差、环境污染严重，厂区及周边环境恶劣。

4、产业发展制约因素

无机高分子絮凝剂属于环保产业领域，发达国家近年环保产业快速发展在相当大程度上依赖于政府政策，法规制定与执行，社会公众环保意识的提高，并且政府采取一系列优惠政策以及市场规范管理。因此，我国絮凝剂产业发展，首先必须依靠政府强化水资源可持续利用与加强水污染治理力度，同时制定相应市场法规与标准，强化市场平等竞争原则，规范市场交易机制。

当前我国絮凝剂产业市场发展喜忧参半，可喜的是我国城镇与工业的迅速发展，国家对资源可持续利用的重视，水环境污染治理力度的加大，为絮凝剂产业发展提供了空前发展机遇。忧的是目前声势大而行动少，执法力度不严，政府缺乏强有力的宏观管理与调控手段。这种局面严重阻碍了我国絮凝剂产业规模的壮大与发展。因此，国家政策与法规不健全以及当前环保执法力度不严是制约产业发展的重要外部因素。

我国絮凝剂产业快速发展始于80年代，属于新兴产业领域。相应法律规则尚未健全，管理不科学、不规范、缺乏技术规范与有效质量监督管理，市场交易不规范。企业不以质量而是以相互压价、不正当手段进行交易，尤其一些乡镇小企业，违法经营，严重扰乱市场秩序，助长了社会腐败行为。导致市场产品质量参差不齐，品种庞杂，大量粗制滥造产品进入市场，高质量产品销售不畅，企业效益下降，致使一些生产高品质产品的企业不得不转而生

聚丙烯酰胺

产低品质产品，造成恶性循环。这种不规范市场交易行为严重阻碍了我国絮凝剂产业正常发育，影响了企业产品质量的提高，是制约产业发展的主要外部因素。

我国絮凝剂产业主体以乡镇和民营企业为主，企业资金短缺，投资力度不够，科技投入少，技术力量薄弱，缺乏后续研发能力，企业发展存在自发性、盲目性和滞后性等，是制约产业发展的重要内部因素。

此外，企业规模小、人员素质低、技术落后。多数企业没有形成规模化、系列化、专业化生产，没有创出高科技企业、高质量品牌效应也是形成企业发展瓶颈的主要内部因素。因而不具有与国际跨国公司高质量产品的竞争优势。因此，在我国加入WTO组织后，我国絮凝剂产业不具有发展机遇，而是面临国际跨国公司高质量产品的挑战，国际跨国公司雄厚资金投入将使我国特有的资源与技术优势流失。

三、当前我国絮凝剂产业发展有利因素及市场前景

城镇饮用水与工业用水需求量迅速增长推动了絮凝产业的发展：自1827年人们第一次使用Al2(SO4)3进行水质澄清净化处理后，混凝过程一直是地表水厂（江河、湖泊、水库等城市及工业水源地）进行水质净化澄清处理工艺过程中不可缺少的工艺技术环节。因此絮凝剂产业最基本需求是城市与工业用水的净化除浊澄清处理。城市与工业发展必然伴随着用水量的增长，尤其改革开放以来，我国工业生产迅速发展，人民生活水平不断提高，加速了我国城镇工业化进程。目前，我国设市县城市640多个，建制镇1.6万多个，人口约2.7亿。到2010年设市县城市将达到1 200个，建制镇将达到2.5~3万个。城镇居民饮用水和工业用水需求量将迅逮持续增长。仅“九五”期间，全国将新建及扩建城市自来水厂100余座，集资500~ 800亿元，预计2005年后全国城镇日供水能力将突破2亿t，达到2.4亿t。按目前水厂聚合铝絮凝剂一般平均投加量10~ 20 g/t估算，全国仅城市用水每年絮凝剂需求量达60~ 80万t。这尚不包括由于水源水质污染而导致水厂净化过程所加大絮凝剂投加量部分。

全国水系污染综合治理力度的加大给絮凝剂产业带来了空前发展机遇。我国水资源原本匮乏且分布不均，近年水资源短缺问题更加突出，黄河断流，地下水位下降，水质污染加重，已经警示我们必须对21世纪我国水资源及水污染问题加以足够的重视。否则，将会严重地制约我国社会经济的可持续发展。为此，1998年国务院《关于环境保护若干问题的决定》明确指出，到2000年全国所有工业污染源必须达标排放，并要求全国县以上城镇都要建城市污水处理厂。同时国家加大了三河、三湖流域污染综合治理的力度。仅淮河流域，2000年需投资60亿元，新建城市污水处理厂52座，污水处理量达到350万t/d。高效絮凝剂作为工业废水和城市污水处理的絮凝工艺以及污泥处置所必须投加的化学药剂，不仅能有效消减废水中各种污染物，丽且能有效减轻后续处理负荷，降低处理成本，处理易于达标。因此，随着今后国家及地方水污染治理力度的加大，絮凝剂产业在工业废水和城市污水处理以及污泥处置的需求必将得到迅速的增长。一般，工业或城市废水处理的药剂投加量约为用水的10~ 30倍。因此，预计2000年以后，我国工业废水和城市污水处理所需絮凝剂约为80~ 100万t/a，年销售额为15~18亿元，因此目前缺口较大，具有潜在市场前景。

资源及技术优势为絮凝剂产业发展提供了有力支持：聚合铝、铁絮凝剂原料主要是盐酸、硫酸等化工基本原料以及含铝、铁矿产资源或工业废料。近年来，我国化工、化肥与盐业工业的迅速发展为无机盐絮凝剂产业发展提供了大量廉价副产盐酸和硫酸。我国氧化铝工业的快速发展（目前已有六个特大型氧化铝生产企业），为高品质聚合铝絮凝剂生产提供了充足的氢氧化铝原料。我国特有丰富的铝矿产资源（铝矾土、铝酸钙粉等）也为聚合铝生产提供了充足而廉价的矿物原料。而我国钢铁及机械工业的快速发展为聚合铁絮凝剂提供了大量的聚丙烯酰胺

钢铁酸洗废液，副产硫酸亚铁、铁屑等廉价生产原料。因此我国在无机高分子絮凝剂生产方面具有廉价原料资源优势。

目前最具有代表性的聚合铝、聚合铁及其复合品种等生产工艺技术，我国始终处于世界前列。尤其近年根据我国特有丰富的铝矿资源以及国情，研制开发了独特的以铝矾土、铝矿渣、铝酸钙等废矿产资源制备聚合铝，使我国聚合铝絮凝剂生产价格明显下降，因此具有明显的价格竞争优势和技术优势。

我国目前拥有一支水平高而人数众多的水处理药剂科研队伍，全国242家部委研究院所改制，其中有相当一部分院所将加盟水处理药剂与材料产业行业，这无疑将极大推进我国絮凝剂产业技术的科技进步、进一步提高产品科技含量，使絮凝剂产业得到迅速发展，因此，特有的技术优势也为我国无机高分子絮凝剂产业发展提供了有力的技术竞争优势。

四、我国“十五”期间絮凝剂产业发展规划

当前，世界水处理药剂正趋于向高效能、低毒无公害、多功能、复合化的绿色产业方向发展。高效性能、环境保护、安全稳定与经济适用将是评价絮凝剂产业发展的关键指标。无机高分子复合型或有机高分子复合型高效絮凝剂，无毒高电荷高分子量的阳离子有机高分子絮凝剂以及天然有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂产业技术将是今后发展的重点。高品质絮凝剂在国内外都具有广阔艮好的市场前景。但目前我国这种小而散的生产状况严重地制约了我国无机高分子絮凝剂市场发展及参与国际市场竞争能力。如不尽早改变我国目前这种生产状况，随着市场经济不断发展和完善，尤其在我国加入世贸组织后，我国庞大的絮凝剂市场必将被国际大公司所占领，特有资源与技术优势将丧失。

因此，“十五”期间我国絮凝剂产业发展规划为：坚持以企业为主体、市场为导向、产品为龙头、效益为中心的原则。以科技进步、自主开发为先导，以规模化、专业化、系列化生产为主；积极培育发展区域性水处理药剂与材料生产基地，重点、择优扶持一些己具备一定生产规模、工艺先进、环境好、品质高、效益好的内资企业，形成规模化生产骨干企业；尤其重点支持具有资源和技术优势、自主产权的高新产品开发与应用；大力推动企业科技进步，提高产品质量和档次；加强政府宏观调控机能，规范市场交易行，制定行业标准规范；坚决关停并转一些质量低下，环境污染严重的中小企业；政府提供优惠政策，鼓励企业开拓国内外市场，参与国际市场竞争。

国家鼓励企业间联合与兼并，大学、科研单位与企业通过多种方式共建产、学、研一体的经济实体。加大新产品、新工艺开发力度，改造淘汰落后污染产重的日工艺与设备；重点开发投资省、效益高、质量好的高新技术产品。加速科技成果产业化进程。强化科技进步市场导向，为科技产品产业化和市场规模迅速增长创造良好环境。

篇6：无机高分子絮凝剂研究进展

纳米高分子絮凝剂在氰化污水中的应用研究

摘要：研究了纳米高分子絮凝剂在氰化污水中的.应用,并与无机沉淀剂进行了对比实验,结果表明处理过的氰化污水可以达标排放,且成本低、设备简单.该法具有显著的社会和生态效益.作 者：曹会兰    王淑荣    高晓明    CAO Hui-lan    WANG Shu-rong    GAO Xiao-ming  作者单位：渭南师范学院化学化工系,陕西渭南,714000 期 刊：广州化工   Journal：GUANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2010, 38(2) 分类号：X7 关键词：纳米高分子絮凝剂    氰化污水    重金属离子   

篇7：无机高分子絮凝剂研究进展

无机絮凝剂在油田污水处理中的应用

文章简要介绍了国内外油田水处理用的无机絮凝剂的基本情况.综述了无机高分子絮凝剂的种类、开发情况,重点介绍了聚铝、聚铁、硅酸盐的`絮凝机理及在水中的形态,并指出其在油田水处理中的优缺点,提出了当前无机絮凝剂的应用和理论研究及发展方向.

作 者：张倩倩 刘杰 熊帆 作者单位：长江大学石油工程学院刊 名：内江科技英文刊名：NEIJIANG KEJI年，卷(期)：200829(12)分类号：X7关键词：无机絮凝剂 水处理 聚合铁 聚合铝 硅酸盐

篇8：无机高分子絮凝剂研究进展

高分子絮凝剂在水中的絮凝机理主要是高分子物质的吸附架桥[1]。混凝剂与高分子絮凝剂在水处理过程中联合投加可以形成一种密度大, 具有类凝胶网络结构的高密度网状絮体。这种结构是单独投加方式形成的普通絮体所不具备的。该种高密度网状絮体区别于普通絮体的不同特性在水处理过程中对于出水水质有着特殊影响。

1 试验条件

1.1 试验装置

武汉恒岭科技生产的TDT-2型浊度仪

深圳中润水工业技术发展公司的ZR4-6型混凝试验搅拌机

1.2 试验材料

原水配制:采用河底泥, 用自来水浸泡后, 经0.053mm的筛网过滤, 用加权平均法粗算定容量某一浊度的原水所需的泥水和自来水量, 根据浊度大小加入自来水或泥水直到满足为止。

混凝剂和助凝剂种类:试验混凝剂选用兰州泽锐净水剂公司生产的聚合铝铁PAFC、聚合氯化铝PAC、Al2 (SO4) 3·8H2O、Fe Cl3·6H2O, 助凝剂选用上述公司生产的聚丙烯酰胺 (阴离子PAM) 。

2 试验过程

试验水样:配制一定浊度的原水, 分别量取1000m L混凝试验搅拌机的烧杯内。

药剂投加:配制10g/L剂溶液, 0.5g/L的助凝剂溶液, 做混凝剂单独投加试验时, 分别按不同的投量投加到原水烧杯对应的加药管内, 待反应开始由搅拌机自动投加。做混凝剂和助凝剂联合投加时, 混凝剂按单独投加时的最佳投量投加到六个试管中, 手动投加。助凝剂按不同的投量投加到原水烧杯对应的加药管内, 在反应到1min拌机自动投加。

搅拌控制:混凝搅拌机的参数设置见表1。

水质测定:将混凝反应后的水样静沉3min, 在烧杯的取样口取水样并测定浊度。

3 结果及分析

3.1 和絮凝剂的最佳投药量

试验条件下, 混凝剂和絮凝剂的最佳投药量随着浊度的升高而增加, 结果如表2所示。

3.2 加和单独投加出水余浊

PAFC和PAC在不同浊度原水条件下, 不论无机混凝剂选用的是PAFC或PAC, 采用联合投加方式所得的最佳静沉出水余浊均小于单独投加方式, 如图1所示。由此, 可以说明联合投加方式形成的高密度网状絮体的自由沉降性能优于单独投加方式所形成的普通絮体。

这是由于投机高分子有机絮凝剂后, 大大加强了吸附架桥作用。从而使高分子链上所吸附的分子量大大增加。这加大了絮体的密度, 提高了自由沉淀的效率。而高分子链相互架桥形成的网状结构, 在沉降过程中也有助于加强对一些微粒的网捕卷扫作用, 进一步降低静沉余浊。这些作用在原水浊度较高 (300NTU) 时效果相对明显, 是由于原水中悬浮物浓度相对较高, 絮凝剂可吸附的分子量较多, 导致絮体密度较高。而且, 高分子链相互架桥形成的网状结构也更为致密。

3.3 凝剂出水浊度最佳状态对比

原水浊度在50NTU左右时, PAFC、PAC、氯化铁、硫酸铝的最佳投药量分别为20mg/L、25mg/L、60mg/L、70mg/L。图2为这四种混凝剂与PAM联合投加的最佳投药量状态下的静沉余浊和PAM的最佳投量。

对于联合投加方式所形成的高密度网状絮体而言, PAFC和PAC的出水余浊相当, 氯化铁和硫酸铝的静沉余浊相当。PAFC和PAC的出水余浊明显较低, 出水效果较好。与氯化铁和硫酸铝相比, PAFC和PAC所需的PAM只相当于前者的一半。这说明由无机高分子混凝剂和PAM联合投加所形成的高密度网状絮体的自由沉降性能优于投加简单无机混凝剂所形成的高密度网状絮体, 且PAM的投加量少。

这是由混凝剂的自身的物理化学特性所决定的。以铝盐为例, 其在水中的水解产物分成四类:单体和小聚合物;中等大小聚合物;大聚合物;固体A1 (OH) 3 (S) 。就可以看出它们的各种物种的分布比例极为不同[72]。硫酸铝在水中的水解产物以单体和小聚合物、固体A1 (OH) 3 (S) 居多, 而中等大小聚合物和大聚合物较少或没有。PAC在水中的水解产物的分布从数量和种类上都比较均匀。

正是由于本身水解产物中有大量的中等大小聚合物和大聚合物, 无机高分子混凝剂自身就具有相当的吸附架桥能力, 同时相互吸附架桥的聚合物也比单体有更高的分子量, 可以形成更加致密的絮体。因此, 由高分子无机混凝剂联合投加所形成的高密度网状絮体, 在投加较少量的PAM的情况下, 仍能取得比简单无机混凝剂联合投加所形成的高密度网状絮体有更好的自由沉降特性和更好的出水余浊。

4 结论

4.1 混凝剂与高分子絮凝剂联合投加有更低的出水余浊, 其

形成的高密度网状絮体的自由沉降性能优于单独投加方式所形成的普通絮体。

4.2 高分子无机混凝剂与高分子絮凝剂联合投加的效果较之简单无机混凝剂与高分子絮凝剂联合投加的效果要好。

S

摘要：通过混凝剂与高分子絮凝剂联合投加去浊试验研究, 并进行分析。试验及分析结果表明, 混凝剂与高分子絮凝剂联合投加有更低的出水余浊, 相比简单无机混凝剂, 高分子无机混凝剂与高分子絮凝剂联合投加的效果。

关键词：无机高分子混凝剂,最佳投药量,浊度

参考文献

[1]严世熙, 编.给水工程[M].4版.北京:中国建筑工业出版社, 1999, 12:263.

篇9：无机高分子絮凝剂研究进展

关键词：壳聚糖；聚合氯化铝；絮凝

中图分类号：O623.734

文献标识码：A

文章编号：1672－1098(2009)04－0035－04

分子量是壳聚糖(CTS)的一个非常重要的性能指标，不同分子量的壳聚糖性质差异很大。壳聚糖作为天然高分子絮凝剂具有无毒、不存在二次污染、使用方便等优点；但生产成本高，推广应用受到很大的限制。而无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)虽然价格便宜但在应用上用量大、残渣多及存在一定的腐蚀性等缺陷，因此，将无机絮凝剂和天然有机絮凝剂复配使用达到最佳的效果，是目前甲壳素化学和絮凝化学研究的热点和难点之一，人们也正在积极探索有机絮凝剂与无机絮凝剂良好絮凝效果的有效途径。本文将不同分子量壳聚糖(CTS)与有机聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂，对比了各自和复配后的絮凝效果，并对相应的絮凝条件作了探索。

1实验部分

1.1实验原料及设备

生活污水(安徽理工大学生活区取样，主要分析指标pH=6.5，pHS－3C型精密pH计测定，透光度23.9％，721－100型可见光分光光度计测试；CODcr含量27.2mg／L，采用重铬酸钾法测定)，不同分子量粉末状壳聚糖1和2(脱乙酰度为80％，分子量分别为1.05×10⁶和5.34×10⁴，浙江玉环海洋生物化学有限公司)，冰乙酸(分析纯，上海国药集团有限公司)，聚合氯化铝(嘉善海峡井水灵化工有限公司)；电动可调搅拌器(江苏金坛市荣华仪器制造有限公司)。

1.2实验方法

影响絮凝性能因素有絮凝剂的相对分子质量、水体pH值、水体的初始浊度、水力条件、有机物含量、离子浓度、搅拌强度和时间等，考虑水体和絮凝剂的性质，主要针对絮凝剂的浓度、相对分子量、pH值来研究絮凝性能。

实验将PAC用去离子水配成1.0g／L溶液，(CTS1)和(CTS2)用冰乙酸溶液配成1.0g／L溶液备用。絮凝实验在室温下和500mL烧杯中进行，在200～240r／min搅拌下向生活污水中加入一定量的PAC絮凝剂，同时加入壳聚糖助凝剂，继续搅拌2rain，在70～90r／min进行助凝搅拌5min，静置沉降30min，在液面下3cm处取样，用721型分光光度计在440nm波长处测定水样的透光率。

2结果与讨论

2.1浓度和分子量对絮凝性能的影响

通过改变壳聚糖的浓度和分子量进行絮凝实验，其结果如图1所示。

从图1中可以明显的看出，无机聚合氯化铝和有机壳聚糖絮凝剂的浓度对污水的絮凝效果影响比较显著的，且具有相同的规律，浊度去除率随着投放絮凝剂量的增加而呈现先增大后缓慢减小的过程。而其中CTS1和CTS2都在5mg／L投放量时浊度去除率达到最大值，分别为94.8％和93.6％。而PAC的投放量在3mg／L内浊度去除率迅速增大，而后增加平缓，在7mg／L处达到最好的去除效果(90.1％)。继续增加絮凝剂投放量后，絮凝效果呈缓慢下降趋势，主要由于过量的絮凝剂所产生的“胶体保护”作用。因为过量的絮凝剂(壳聚糖或PAC)可使得脱稳胶粒的电荷变号或者使胶粒被包卷而重新变得稳定，从而使絮凝团的表面缺少相应的吸附点，而絮凝团表面吸附点的减少则不利于吸附架桥的进行，这最终会导致絮凝效果的降低。

整体比较，CTS1和CTS2的絮凝效果明显优于无机PAC的絮凝性，且投放量也较PAC少；而高分子量CTS1的絮凝效果最优。由于高分子量壳聚糖分子链上分布着大量的游离氨基，在稀酸溶液中质子化后使分子链带上大量的正电荷，具有多阳离子，相同投放量下其阳离子占有优势，从而阳离子性增强，即促进了絮凝性能的提高。

2.2复配前后絮凝性能比较

在pH＝6.5下，不同分子量壳聚糖与PAC复配前后的絮凝性能比较如图2所示。

图2中横坐标为PAC的添加量，其中曲线1表示PAC的絮凝曲线，曲线2表示CTSl和CTSZ按总量为1.0mg／L进行配比的絮凝曲线。可以明显看出，壳聚糖配合PAC的絮凝性能明显优于配合前的壳聚糖和PAC的絮凝性能；而高分子量CTS1配合PAC的絮凝效果优于低分子量的CTS2配合PAC。其中PAC和壳聚糖的配比为0.3mg／L和O.7mg／L的絮凝效果最佳，仍以高分子量CTS1配合PAC的絮凝效果明显，浊度去除率分别达到了98.9％和96.7％。而单纯壳聚糖和PAC的最佳投放量分别如图1所示的5mg／L和7mg／L，浊度去除率未达到95％。该结果表明壳聚糖配合无机PAC后的絮凝效果优于纯的壳聚糖和PAC，而投放量也较纯的壳聚糖和PAC大幅减少，达到降低应用成本、提高应用效率的目的。其过程可能首先PAC以多羟基配合物的化学形态起到提供反离子而达到压缩废水中带电微粒双电层厚度并降低ε电位的作用；二是CTS／PAC大分子发挥架桥网扑作用使微粒转入沉淀。而壳聚糖的相对分子质量越大，其分子的螺旋链越长，絮凝过程中与颗粒碰撞的概率越大，桥连作用的效果越好，形成的絮体也就更大，絮凝的效果也就越好。从而投放絮凝剂的量也明显减少。

复合絮凝剂的絮凝原理为阳离子的天然有机高分子壳聚糖与无机高分子聚合氯化铝复合后，高分子链上的正电荷与PAC的正电荷相叠加，增强壳聚糖的电中和能力。另外，壳聚糖的分子链在已经脱稳的颗粒物之间架桥，有利于较大絮体的形成，经絮体的卷扫作用增强了去除水中微小颗粒的功能。

2.3静置时间对絮凝性能的影响

为了描述静置时间对絮凝性能的影响，我们采用PAC和CTS复配为0.3mg／L+0.7mg／L、PAC在7mg／L、CTS在5mg／L的最佳投放量条件下，测定不同静置时间被测液的透光率，其曲线如图3所示。

由图3可知，絮凝剂对污水的去污效果随着静置时间的延长而增加，当静置时间超过30min后，透光率变化不大。其中仍以高分子量CTS1配合PAC在整个时间范围内效果最佳。由于分子链大，长链上分布阳离子数目多，在相同条件下与溶液中的胶体颗粒碰撞机会多，从而絮凝的速度快，故有很好的絮凝

效果，所以静置的时间为30min较为合适。

2.4不同pH对絮凝性能的影响

在PAC+CTS＝0.3mg／L+0.7mg／L最佳配比的条件下对两种壳聚糖在不同pH下的絮凝性能对比(见图4)。

从图4可以看出，絮凝沉淀的效果与原水的pH有密切的关系。pH在4.5至6.5范围内，透光率呈明显增加，浊度的去除率提高，絮凝效果较好，而pH值在6.5以后，透光率明显下降，其絮凝效果下降。可见，pH＝6.5时，絮凝剂的絮凝效果最好，其中配合絮凝剂的絮凝效果要明显的高于PAC的絮凝效果。而在整个pH变化过程中，仍以高分子量CTS1配合PAC的絮凝效果突出。可以推测在此pH值的条件下，更有利于胶体的聚沉。同时从图中也可以看出，配合絮凝剂的处理效果适用pH的范围较宽，在4.5到6.5范围内，浊度去除率都在90％以上。pH的继续升高，则絮凝效果明显下降。由于pH的变化会引起废水中胶体粒子ε电位(电动电势)变化，从而影响絮凝剂的絮凝效果。而壳聚糖分子中含有多个羟基(－OH)和氨基(－NH₂)，这些基团含有剩余孤电子对，可以和金属离子螫合，形成稳定的结构，从而可以去除水中多种有害金属，当溶液pH过高时，PAC中和污水中大多数金属离子会水解成羟基络合物，从而影响与壳聚糖的配合吸附效果；而当pH过低时，氨基(一NH。)被大量质子化成－NH⁺₃，从而削弱了氨基(－NH₂)的螯合作用，使吸附量降低。所以，壳聚糖复合絮凝剂处理水体的pH应为6.5较为合适。

3结论

运用两种不同分子量的壳聚糖配合无机PAC得到复合絮凝剂处理生活废水，适宜的絮凝条件为：pH为6.5，静置30min，高分子量壳聚糖所配的复合絮凝剂的絮凝效果较优，而且与纯CTSl、CTS2和无机PAC最佳投放量5mg／L、5mg／L和7mg／L相比，复合絮凝剂投放量少，仅为PAC+CTS＝0.3mg／L+0.7mg／L，絮凝效果好，透光率达到98.9％，而CTS1、CTS2和PAC的絮凝最佳去除率为94.8、93.6和90.1，具有降低应用成本，提高应用效率的效果。

可见，运用不同分子量的壳聚糖与无机PAC配合使用，不但能够大幅度的降低絮凝剂的投放量，而且絮凝效果也超过了单独絮凝剂的使用，更重要的是能够降低壳聚糖及其它絮凝剂的使用成本和弥补单独絮凝剂使用的弊端，该研究同时也为水处理领域提供一定技术参考，具有重要的研究意义。

篇10：无机高分子絮凝剂研究进展

阳离子高分子絮凝剂的合成与其表面电性的测定

以三乙烯四胺对聚氯乙烯(PVC)进行改性,合成一系列胺化产物,并经硫酸二甲酯季铵化,得到阳离子高分子絮凝剂.采用元素分析、红外光谱对产物进行结构表征,并通过电荷密度、特性粘度和Zeta电位等测定,研究了该高分子絮凝剂的结构与相关性质间的`关系.结果表明:通过控制合成条件,可以改变阳离子高分子絮凝剂的分子量和电荷密度,以适应各种应用条件的需求.

作 者：于晟显 杨耀杰 邬时清 戎宗明 YU Sheng-xian YANG Yao-jie WU Shi-qing RONG Zong-ming 作者单位：华东理工大学化学系,上海,37刊 名：功能高分子学报 ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF FUNCTIONAL POLYMERS年，卷(期)：21(3)分类号：O63关键词：阳离子絮凝剂 Zeta电位 电荷密度

篇11：无机高分子絮凝剂研究进展

各位前辈们好：我想考研，因为有机虽然好找工作，但据说太毒，而且竞争激烈。所以，我想从高分子、分析、无机里选，但不知，哪个就业前景好。所以，拜托各位好心的人，能否为我指点迷经?

尤其是高分子，有的人说好找工作，但有的人说前途迷茫，所以我不知所措了。真实情况是怎样的呢?如果上网查，有什么方法吗?

[高分子、无机、分析化学哪个就业前景好?]

篇12：无机高分子絮凝剂研究进展

无机氢化物的酸性与分子拓扑指数(mYz)的关系

定义一种新原子点价δzi,在δzi的基础上建构新的分子连接性指数mYz,其0阶指数0Yz、1阶指数1Yz的.计算公式分别为:0Yz=∑(δzi)0.5;1Yz=∑(δzi・δzi)0.5・0Yz,1Yz对13种无机氢化物呈现惟一性表征,0Yz,1Yz与无机氢化物pKa1值的一元相关系数和二元相关指数分别为0.993 6和0.995 2.以0Yz,1Yz,和相对分子质量Mr为自变量的三元线性回归方程的相关指数为0.995 7,对无机氢化物pKa1的预测结果十分令人满意.

作 者：张玉林 ZHANG Yu-lin  作者单位：西北农林科技大学理学院,陕西,杨陵,712100 刊 名：分子科学学报  ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCE 年，卷(期)： 23(6) 分类号：O613 关键词：非金属氢化物(无机氢化物)   分子连接性指数   酸性强度(pKa1)   相关性  

篇13：无机高分子絮凝剂研究进展

1 实验

1.1 试剂与仪器

6700型傅里叶变换红外光谱仪, Cary-50型紫外分光光度计, GR-200型电子天平, 台式离心机, HH-2型电热恒温水浴锅, 78-1型磁力加热搅拌器, SHZ-DIII型循环水真空泵, DGG-9140B型电热恒温鼓风干燥箱, 索氏提取器等。

玉米淀粉 (工业级) 、丙烯酰胺 (分析纯) 、二甲基二烯丙基氯化铵 (60%水溶液) , 其余丙酮、无水乙醇、过硫酸铵、硫代硫酸钠等均为分析纯。

1.2 S-DMDAAC-AM共聚物的制备

准确称取m0=3.5 g的淀粉, 放入250 m L四颈反应瓶中, 加入计量的蒸馏水, 装上搅拌器搅拌, 置于恒温水浴锅中在70℃下糊化40 min。糊化完毕后, 将反应瓶内物质降至预定温度, 加入准确称量的AM与DMDAAC混合水溶液, 装入氩气导气管, 通氩气15 min, 逐滴加入引发剂 (先滴加硫代硫酸钠, 后滴加过硫酸铵) , 继续通氩气搅拌, 在设定温度下反应。

待反应完成后, 产物经乙醇沉淀分离, 使用真空泵过滤, 将所得滤饼置于60℃真空干燥箱中干燥得接枝共聚粗产物, 称量质量m1。然后用丙酮进行索氏抽提8 h, 除去均聚物, 经过滤和真空干燥后得到纯接枝共聚物, 称量质量m2[3]。

1.3 接枝共聚物的分析测定

1.3.1 接枝率 (G) 、接枝效率 (GE) 的测定

采用质量法[4]按下式计算:

式中m0为淀粉质量, g;m1为粗产品质量, g;m2为抽提后产品质量g。

1.3.2 絮凝效果的测定[5]

絮凝剂使污水中的悬浮粒子絮凝, 结团下沉, 使水的透光性能得到改善, 因此水的透光率在一个侧面反映了絮凝剂的絮凝效果。通过测定污水添加絮凝剂后的上层清液的透光率, 来比较絮凝剂的絮凝效果, 透光率越大, 澄清效果越好。絮凝剂在试验前24 h内制备成浓度为0.2 g·L-1的溶液。

试验操作步骤:取汉中某家属区生活污水, 用分光光度计测量其透光度, 测试波长520 mn, 计为A1, 加入定量的絮凝剂, 离心20 min, 取出后静置30 min后用移液管吸取上层液, 用分光光度计测其透光度, 计为A2。

1.4 接枝共聚物的表征

将精制恒重后的接枝共聚物碾碎, 与KBr以1∶60比例混和, 在玛瑙研钵中充分研磨后, 取适量研磨后的试样放入压片模具中压制成片, 在6700型傅里叶变换红外光谱仪上进行分析。

2 结果及讨论

2.1 反应温度对接枝共聚反应的影响

保持淀粉 (S) ∶单体总量=3.5 g∶10.5 g, AM∶DMDAAC=7.35 g∶3.15 g, 引发剂用量0.035 g, 反应时间4 h不变, 改变温度, 考察其对接枝共聚反应的影响, 实验结果见表1。

由表1可看出, 随着反应温度增加, 淀粉接枝共聚反应的接枝率、接枝效率、污水处理透光率明显增加, 当反应温度超过70℃后, 接枝率、接枝效率、污水处理透光率降低。这是因为当反应温度小于70℃时, 升高温度有利于引发剂的分解 (释放出自由基) 和单体在均相中的分散, 同时增大淀粉在水中的膨胀程度, 从而保证了反应在均相中快速进行;但是随着温度进一步升高后, 反应过程向单体的链转移以及单体均聚反应的趋势增加, 其影响逐渐占居主导地位, 结果导致接枝率、接枝效率、污水处理透光率下降[3]。因此反应温度以70℃为宜。

2.2 反应时间对接枝共聚反应的影响

保持淀粉 (S) ∶单体总量=3.5 g∶10.5 g, AM∶DMDAAC=7.35 g∶3.15 g, 引发剂用量0.035 g, 反应温度70℃不变, 改变反应时间, 考察其对接枝共聚反应的影响, 实验结果见表2。

由表2可看出, 随着反应时间增加, 淀粉接枝共聚反应的接枝率和接枝效率明显增加, 当反应时间超过5 h后接枝率和接枝效率变化不大。这是因为反应初始阶段, 活性自由基较多, 随着反应时间增加, 自由基结合速率较快, 共聚反应速率也较快;但当反应时间超过5 h后, 随着反应时间增加, 反应活性基越来越少, 自由基的结合速率变化不大, 接枝共聚反应趋于平缓。污水处理透光率的变化趋势与接枝率和接枝效率基本相同, 最佳反应拐点是4 h, 因此综合考虑, 反应时间以4 h为宜[6]。

2.3 引发剂浓度对接枝共聚反应的影响

保持淀粉 (S) ∶单体总量=3.5 g∶10.5 g, AM∶DMDAAC=7.35 g∶3.15 g, 0.035 g, 反应温度70℃, 反应时间4 h不变, 改变引发剂浓度, 考察其对接枝共聚反应的影响, 实验结果见表3。

由表3可看出, 随着引发剂浓度增加, 淀粉接枝共聚反应的接枝率、接枝效率、污水处理透光率明显增加, 当引发剂浓度超过0.035 g后, 接枝率、接枝效率、污水处理透光率减小。这是因为当引发剂浓度低于0.035 g时, 产生的淀粉自由基活性点数目较少, 增加浓度可以使淀粉大分子骨架上产生更多的自由基, 继而引发更多的单体进行接枝共聚, 接枝速率加快, 致使接枝率、接枝效率、污水处理透光率同步提高;但当引发剂浓度超过0.035 g后, 过多的淀粉自由基加速了分子链的终止, 同时也终止了接枝共聚反应, 其最终结果导致接枝率、接枝效率和污水处理透光率下降[7]。因此引发剂浓度以0.035 g为宜。

2.4 单体配比对接枝共聚反应的影响

保持淀粉 (S) ∶单体总量=3.5 g∶10.5 g, 反应温度70℃, 引发剂用量0.035 g, 反应时间4 h不变, 改变AM∶DMDAAC, 考察其对接枝共聚反应的影响, 实验结果见表4。

由表4可看出, 当单体总质量固定时, 随AM用量的增大, 淀粉接枝共聚反应的接枝率、接枝效率、污水处理透光率同步增大, 当AM∶DMDAAC大于7∶3时, 接枝率、接枝效率、污水处理透光率减小。这主要是由于DMDAAC、AM两种单体的竞聚率数值相差很大, AM的空间位阻比DMDAAC的小, AM相对于DMDAAC活性较高, 接枝共聚的能力更强, 因此, 随着单体配比中AM量的增加, 淀粉接枝共聚反应的接枝率、接枝效率、污水处理透光率同步增大;当m (AM) ∶m (DMDAAC) =7∶3时, 接枝共聚反应效果达到最佳, 此后, 再加大AM用量, 单体均聚反应的几率增大, 同时自由基的终止几率也增加, 导致接枝率反而下降[8]。因此单体配比AM∶DMDAAC=7∶3为宜。

2.5 接枝共聚物的红外光谱图

接枝共聚物的红外光谱图见图1。由图1可知, 在1031 cm-1处出现了淀粉C—O特征吸峰, 1591~1425 cm-1为含C—C、C—N链节环伸缩振动吸收峰, 证明有N杂环存在。在1654cm-1处有酰胺基团特征吸收峰;2946 cm-1处出现了DMDAAC的特征吸收峰, 即与N+相连的-CH2, -CH3特征吸收峰;3600cm-1为—NH2扩展吸收峰, 证明丙烯酰胺已经接枝在淀粉上。通过红外光谱可以看出丙烯酰胺和阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵已经接在淀粉分子链上了。

2.6 最佳条件的验证实验

在上述单因素试验的最优条件, 淀粉 (S) ∶单体总量=3.5 g∶10.5 g, 反应温度70℃, 反应时间4 h, 引发剂浓度0.035 g, 单体配比AM∶DMDAAC=7∶3, 平行3次试验, 得平均接枝率G为144.26%, 平均接枝效率GE为82.65%, 平均污水处理透光率为69.37%。

3 结论

(1) 在淀粉 (S) ∶单体总量为3.5 g∶10.5 g, 反应温度70℃, 反应时间4 h, 引发剂浓度0.035 g, 单体配比AM∶DMDAAC=7∶3条件下, 制备产物的平均接枝率G为144.26%, 平均接枝效率GE为82.65%, 平均污水处理透光率为69.37%。

(2) 采用本方法制备的接枝共聚物S-DMDAAC-AM接枝效率高, 用于污水处理效果明显。而且制备工艺比较简单, 可用于工业生产过程。

参考文献

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篇14：微生物絮凝剂絮凝胶清的研究

关键词 微生物絮凝剂 ；胶清橡胶 ；性能

分类号 TQ333.99

Abstract This paper introduced that skim is flocculated by a microbial flocculant， the optimal dosage of microbial flocculant was determined， simultaneously， the physical and chemical properties， curing characteristics and mechanical properties of shim rubber coagulated by microbial flocculant were investigated， comprehensively， which compared with sulfuric acid coagulated skim rubber. The results showed that the optimal dosage of microbial flocculant was 0.6 g/L， the physical and chemical properties and mechanical properties especially antioxidant index and anti-aging properties of shim rubber coagulated by microbial flocculant were better than those of sulfuric acid coagulated skim rubber. As to the curing characteristics， the vulcanization rate of shim rubber coagulated by microbial flocculant was higher than that of sulfuric acid coagulated skim rubber.

Keywords microbial flocculant ； skim rubber ； properties

胶清是天然胶乳制备成浓缩胶乳时由离心机分离出来的副产品。胶清具有干胶含量低、非橡胶物质含量和氨含量高，在生产过程中一般都是直接加硫酸凝固。在20世纪中期，国内外专家[1]曾将氢氧化钠和硫酸锌、硫酸铝等盐类加入胶清，使之就地生成胶态氢氧化物，并沉淀在胶粒蛋白质层上形成絮凝。获得的絮凝胶清橡胶变异较小，但在高温下较易老化，并含有较多的灰分。张炼辉等[2]采用硫酸铝和三氯化铝加入胶清，制成的胶清橡胶除了灰分超标以外，其余指标都符合胶清橡胶一般标准。由于无机盐絮凝胶清达不到改善胶清橡胶的性能及提高其使用价值的目的，而微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，具有良好的絮凝作用和沉降效果，在工业领域有着广阔的开发应用前景[3]。因此本文通过加入一定量的微生物絮凝剂研究其对胶清絮凝效果和胶清橡胶性能的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

胶清：由广东省广垦橡胶集团茂名分公司提供；微生物絮凝剂：廊坊洛尼尔生物科技有限公司产品；其他配合剂和助剂均为市售工业品。

1.2 微生物絮凝剂用量的确定

取1 500 mL胶清并分成5份，微生物絮凝剂的用量分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g/L，在50℃下搅拌3 h，停放1 h后通过观察分离效果来确定最佳用量。

1.3 胶清橡胶的制备

取5 000 mL胶清，加入最佳用量的微生物絮凝剂，在50℃下搅拌3 h后让胶清放置絮凝一段时间，然后进行分离、过滤、挤压清洗、脱水、干燥等工序制得胶清橡胶。

1.4 胶清硫化胶配方

胶清橡胶100 g，硬脂酸0.5 g，氧化锌6 g，促进剂M 0.5 g，硫磺3.5 g。

1.5 胶清橡胶理化性能测试

杂质含量按天然橡胶GB/T 8086标准测定；灰分含量按天然橡胶GB/T 4498标准测定；挥发物含量按天然橡胶ISO 248标准测定；氮含量按天然橡胶GB/T 8088标准测定；塑性初值（P0）和塑性保持率（PRI）分别按天然橡胶GB/T 3510、GB/T 3517 标准测定。

1.6 胶清硫化胶硫化特性与力学性能测试

在开炼机上，按常规混炼法将胶清橡胶混炼，混炼后在145℃下测定其硫化特性，并置于平板硫化仪中硫化制备硫化胶。硫化胶的300%和500%定伸应力、拉伸强度、扯断伸长率，按GB /T528- 92测定，撕裂强度按GB /T528-91测定，硬度按GB /T531-92测定。

1.7 胶清硫化胶热氧老化性能测试

参照GB/T 3512-2001的标准测试浓缩处理后胶清硫化胶热氧老化性能。测试条件：老化时间24 h，温度设定100℃。老化后的物理机械性能测试参见1.6。

2 结果与分析

2.1 微生物絮凝剂用量实验结果分析

往烧杯中加入不同量的微生物絮凝剂，其它条件不变，做絮凝试验。结果如表1所示。

由表1可以看出，随着微生物絮凝剂用量的增加，胶清絮凝效果越来越明显。当用量达到0.6 g/L时，胶清中的橡胶颗粒几乎完全从水中分离出来。这是因为微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，其物质为糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子化合物，根据目前普遍接受的微生物絮凝机理[4]，微生物絮凝剂中的大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸引多个橡胶颗粒，因而在颗粒中起了“中间桥梁”的作用，并形成一种网状三维结构。因此，微生物絮凝剂用量的增加，絮凝活性也会相应地增加，从而增大了与橡胶颗粒架桥结合的可能性。

nlc202309030931

2.2 胶清橡胶理化性能分析

本实验对微生物絮凝胶清所制备胶清橡胶的理化性能跟传统硫酸凝固胶清得到的胶清橡胶进行了对比，其结果见表2。

从表2可以得出，微生物絮凝制得的胶清橡胶的杂质含量、灰分含量、挥发物含量均低于硫酸凝固所得到的胶清橡胶。这是因为微生物絮凝剂将橡胶颗粒从乳清中分离出来，而且在分离过滤的过程中，部分非橡胶物质比如水溶性物质、无机盐等都随着乳清被滤除出去。这就导致了微生物絮凝的胶清橡胶中杂质含量、灰分含量和挥发物含量都低于硫酸凝固胶清橡胶。而对于氮含量，微生物絮凝胶清橡胶比硫酸凝固胶清橡胶的稍微高一些。这主要是微生物絮凝剂含有一些蛋白质、DNA等大分子物质，在絮凝过程中起到连接橡胶颗粒的作用，因此会有部分残留在胶清橡胶里面使其氮含量有所增加。另外，微生物絮凝胶清橡胶的P0和PRI均明显高于硫酸凝固胶清橡胶。这说明用微生物絮凝剂制备的胶清橡胶有较好加工性能和抗氧化性能。原因一方面可能避免了由于硫酸与橡胶分子所产生的环化反应和退化反应所导致的橡胶分子结构破坏[5]；另一方面可能是因为在絮凝过程中，胶清中有促使橡胶老化的铜、锰、铁等有害金属与橡胶颗粒的分离，使得胶清橡胶的塑性初值和塑性保持率都有所增加。

与此同时，微生物絮凝胶清橡胶的质量指标与胶清橡胶国家质量标准相比，其生胶质量已远远超过胶清橡胶一级级别质量标准。因此，这可以表明采用微生物絮凝剂絮凝胶清可以改善胶清橡胶的性能及提高使用价值。

2.3 胶清橡胶硫化特性分析

表3是胶样在145℃条件下用橡胶硫化分析仪所测的硫化特征参数。

从表3可以看出，微生物絮凝胶清橡胶混炼胶的ML、MH都高于硫酸凝固胶清橡胶，而t10和 t90则小于硫酸凝固胶清橡胶，硫化速度Vc更快。说明微生物絮凝胶清橡胶的焦烧时间和正硫化时间变短，原因可能是因为用酸凝固时，会有酸残留在胶清橡胶中，残留酸有阻碍橡胶硫化的作用[1]，而采用微生物絮凝剂凝固，其中的蛋白质组分促进了胶清橡胶的硫化，提高了胶清橡胶的硫化速度[6-7]。

2.4 胶清橡胶力学性能分析

胶清经微生物絮凝后制得的胶清橡胶，其硫化胶的力学性能以及老化性能与硫酸凝固胶清橡胶硫化胶的相比，结果见表4。

由表4可知，在老化前，用微生物絮凝剂作为凝固剂时，胶清橡胶硫化胶300%、500%定伸应力以及拉伸强度均高于硫酸凝固胶清橡胶硫化胶。其中，微生物絮凝胶清橡胶硫化胶的拉伸强度达到30.3 MPa，撕裂强度达到45.6 MPa，与硫酸凝固胶清橡胶硫化胶相比，分别高出21.7%和13.4%。原因可能是采用微生物絮凝剂凝固的胶清橡胶的交联密度比硫酸凝固胶清橡胶的高，分子链间网络缠结比较致密，表现出较好的力学性能[8-10]。

硫化胶试样在100℃×24 h条件下进行老化后，微生物絮凝剂作为凝固剂时，硫化胶力学性能保持率分别为：300%定伸应力保持率162.1%，500%定伸应力136.1%，拉伸强度保持率80.0%，扯断伸长率保持率81.3%；硫酸凝固时，硫化胶力学性能保持率分别为：300%定伸应力保持率136.0%，500%定伸应力121.9%，拉伸强度保持率53.0%，扯断伸长率保持率69.6%。可见，微生物絮凝剂胶清时，其硫化胶的老化性能要比硫酸凝固时的好。

3 结论

本文研究了微生物絮凝和硫酸凝固两种凝固方法对胶清橡胶的理化性能、硫化特性和力学性能的影响。结果表明，采用微生物絮凝剂作为凝固剂时，所制得的胶清橡胶跟硫酸凝固的相比具有较快的硫化速度，更好理化性能和力学性能，尤其是胶清橡胶的抗氧指数和耐老化性能有明显的提升。

参考文献

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