隨著我國(guó)對(duì)水污染治理力度的加大，各種水處理劑的應(yīng)用范圍日益廣泛，消耗量迅速增長(zhǎng)，在有機(jī)絮凝劑種類中，聚丙烯酰胺類藥劑的應(yīng)用量最大。其中，陰離子和非離子PAM占很大的比例，而陽離子類和各種改性PAM只占很小的比例，并且陽離子聚丙烯酰胺的種類較少。陽離子絮凝劑負(fù)電荷的膠體有優(yōu)良的處理效果，廣泛應(yīng)用于濁度、色度、有機(jī)膠體的去除，在染色、造紙、食品發(fā)酵等工業(yè)廢水以及污泥脫水等方面?zhèn)涫芮嗖A。陽離子絮凝劑的開發(fā)和和應(yīng)用日益受到人們的重視。丙烯酰胺類陽離子聚合物的合成通常有以下幾種方法。
    一、丙烯酰胺與二烯丙基二甲基胺氯化物的共聚物
    二烯丙基二甲基胺氯化物(DADMAC)是一種季銨鹽陽離子單體，聚合后可以得到水溶性陽離子聚合物，即poly-DADMAC，這種聚合物的分子量比較低，一般在100萬以下，在國(guó)外廣泛地用作混凝劑，并且具有良好的殺藻作用，但是這種混凝劑的應(yīng)用成本比較高。為了提高它的絮凝性能，現(xiàn)在通常采用丙烯酰胺，丙烯酸等單體共聚的方法提高分子量，使之具有更好的絮凝性能。例如，DADMAC與丙烯酸、丙烯酸羥丙酯的共聚物(摩爾比87：10：3)，或DADMAC與丙烯酸的共聚物，是性能優(yōu)異的兩性聚合物，可以用于紙漿廢水脫除油墨，除油等具有良好的效果。
    丙烯酰胺與二烯丙基胺氯化物的共聚物合成方法如下：將2. 89kg 60% DADMAC單體溶液，2. llkg 50% AM溶液，3.3lkg去離子水，27g 40%二乙基三胺五乙酸鈉，2g 2，2'-偶氮雙（N，N'-2-甲基異丁胺）鹽酸鹽，59偶氮雙(-2-脒基丙烷)鹽酸鹽，279過硫酸鈉，加入30升反應(yīng)器中。反應(yīng)器配有攪拌裝置，加熱套，抽真空接口，回流冷凝管，加料孔和反應(yīng)過程中間加料。體系通過真空和曝氣的方法驅(qū)除氧氣，真空抽氣和曝氣重復(fù)三次，使體系完全達(dá)到無氧狀態(tài)。首先，加熱反應(yīng)物，在攪拌過程中引發(fā)聚合，同時(shí)將反應(yīng)器內(nèi)的壓力控制在50～55MPa，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。一旦發(fā)現(xiàn)溫度升高，加入剩余的11. 62kg 50%AM溶液及3. Og 2，2'一偶氮雙（N，N'-2-甲基異丁胺）鹽酸鹽，加料速度應(yīng)適當(dāng)控制，所有丙烯酰胺加完后，保持溫度在35℃，繼續(xù)攪拌40min，通過通入氮?dú)鈱⒎磻?yīng)壓力控制在常壓下，然后在30min內(nèi)將0.5kg 10%的次亞磷酸鈉溶液加入到凝膠產(chǎn)物中，并使之充分混合。在此過程中溫度會(huì)逐漸升高至90℃，在此溫度下繼續(xù)保持2h，以便減少殘留單體含量。將膠體產(chǎn)物破碎，在90℃的流化床中干燥50min，就可以得到單體分布均勻的顆粒狀聚合物。聚合物在4%氯化鈉溶液中的特性黏度可以達(dá)到16dl/g。
    另外也可以采用乳液聚合的方法，以亞硫酸鉀和過硫酸銨氧化還原體系引發(fā)反應(yīng)，制備丙烯酰胺與二烯丙基二甲基胺氯化物。單體中的雜質(zhì)對(duì)于聚合有很大的影響。為了制備高分子量的共聚物，應(yīng)該嚴(yán)格控制丙烯酰胺中金屬離子，三丙基胺、甲氧基醌以及二烯丙基二甲基胺氯化物中烯丙基二甲基胺、二甲基胺、烯丙基醇等雜質(zhì)的含量。