交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法
【专利摘要】本发明涉及一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法。先将玉米淀粉首先与阴离子酯化交联剂进行酯化交联，然后用阳离子醚化试剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵反应得到的双变性淀粉印染废水处理剂；所述阴离子酯化交联剂为乙酸酐与己二酸制成的混酐。该方法制得的醋酸酯阳离子双变性淀粉阳离子基团在水中完全电离，正电荷密度高，能捕捉带负电荷的悬浮粒子，而阴离子基团又可促进无机悬浮物的沉降，起架桥助凝的作用，两种基团发挥不同的吸附絮凝性能，相辅相成，得到理想的絮凝脱色效果。
【专利说明】交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，属于化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的快速发展，环境污染问题日益严重，其中大气治理、水源保护正成为人们关注的焦点。水污染包括工业废水和生活废水污染两种，在工业废水中，纺织工业、纸浆工业的废水占有相当大的比例，印染行业年排放废水约在30亿吨左右。印染废水属高浓度、有毒有害、难降解的有机废水，含有残余染料、染色助剂、酸碱以及某些重金属，其中残余染料及助剂构成了废水中有机物的主要成分，并使废水带有特殊的颜色，因此，如何使印染废水脱色成为当前待处理的重要问题，脱色方法的研究也成为印染废水处理的重要课题。
[0003]长期以来，混凝法具有投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高等优点，现在仍是我国中小型印染企业普遍采用的废水处理方法。选择高效的絮凝剂和有效的混凝脱色工艺是该技术的关键，以聚丙烯酰胺PAM为主的合成高分子是当今印染废水脱色主要絮凝剂，但是合成高分子絮凝剂的毒性问题、难降解问题已日益受到关注，天然高分子絮凝剂的优越性也逐渐受到青睐。20世纪90年代以来，世界范围内出现对天然高分子絮凝剂研究开发的新兴趣，淀粉衍生物、植物胶改性水处理剂、微生物絮凝剂以及甲壳素衍生物等研究领域都逐渐成为新的研究热点，天然高分子化合物改性得到的水处理剂，在这方面显现出不可比拟的优点，它对环境无毒无害，且处理残渣易被生物降解，不会对环境造成二次污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，该方法制得的交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理，在絮凝的同时具有较强的脱色能力，在处理印染废水时更具有絮体大、分离快、较高的吸附容量等优点。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，将玉米淀粉首先与阴离子酯化交联剂(醋酐、己二酸混酐)进行酯化交联，然后用阳离子醚化试剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵反应得到的双变性淀粉印染废水处理剂。
[0006]所述阴离子酯化交联剂由乙酸酐与己二酸混酐混合制成。
[0007]一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法的优选方案为，称取一定量的玉米淀粉，加入去离子水，升温至40°C~50°C，以NaOH溶液调PH值至7~9范围内，加入自制酯化交联剂(乙酸酐与己二酸混酐)，保温反应I~3小时，将产物倒入去离子水中，静置3小时，去除上层清液，洗涤至中性，脱水，放入烘箱在55°C下烘20小时得交联醋酸酯淀粉；
然后称取交联醋酸酯淀粉，加入去离子水，以NaOH溶液调节体系pH值为9~11，加热使反应体系升温至40°C~50°C，边搅拌边加入3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵醚化剂与NaOH的混合液，反应时间4一 IOh,反应结束后用稀HCl调至pH值等于7，过滤，用乙醇/水混合溶液反复洗涤、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分样筛过筛。
[0008]所述酯化交联剂:将乙酸酐与己二酸按质量比10~20:1的比例混合，用磁力搅拌器在20~35°C度搅拌10~20min后静置即可得到无色透明的酯化交联剂混酐。
[0009]NaOH溶液浓度为5~20%。
[0010]淀粉、去离子水浴比等于200~1000g/L。
[0011]酯化交联试剂混酐与玉米淀粉的投料质量比为:0.1~0.4:100 阳离子醚化剂与交联醋酸酯淀粉的投料质量比为:5~20:100
优选方案为:称取一定量的玉米淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，升温至45°C，以10%Na0H溶液调PH值至8左右，滴加淀粉质量0.2%的自制酯化交联剂(乙酸酐与己二酸混酐)，反应时保持PH值为8，保温反应1.5h，将产物倒入去两倍量离子水中，静置3小时，去除上层清液，洗涤至中性，脱水，放入烘箱在55°C下烘20小时得交联醋酸酯淀粉。
[0012]称取交联醋酸酯淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，以10%Na0H溶液调节体系pH值为11，加热使反应体系升温至45°c，边搅拌边加入3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵醚化剂与NaOH的混合液，反应时间6h，反应结束后用稀HCl调至pH值为中性，过滤，用乙醇/水(1:1)混合溶液反复洗涤、干燥、研碎，并以100目/25.4 _分样筛过筛。
[0013]本发明的有益效果是:
1、交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂，为对棉用染料废水(直接染料、活性染料、靛蓝染料、分散染料等)进行絮凝脱色时，使用量为0.2 g/L印染废水色度去除率可达90%以上，使用量为0.4 g/L时印染废水色度去除率可达98%以上。
[0014]2、交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂从絮凝脱色水处理工艺比较来看，企业现在采用的是PAM絮凝和次氯酸钠脱色复合工艺，本法制备的两性淀粉印染废水处理剂处理工艺简单；而且PAM处理残渣可能会产生微毒致癌物，进入环境后造成二次污染，两性淀粉作为天然高分子化合物改性得到的水处理剂，在这方面显现出不可比拟的优点，它对环境无毒无害，且处理残渣易被生物降解，不会对环境造成二次污染。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:
本发明涉交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，所述方法包括以下工艺步骤:
称取一定量的玉米淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，升温至45°C，以10%Na0H溶液调PH值至8左右，滴加淀粉质量0.15%的自制酯化交联剂(乙酸酐与己二酸反应制成的混酐，将乙酸酐与己二酸按质量比10:1的比例混合，用磁力搅拌器在20°C度搅拌15min后静置即可得到无色透明的酯化交联剂混酐)，反应时保持PH值为8，保温反应lh，将产物倒入去两倍量离子水中，静置3小时，去除上层清液，洗涤至中性，脱水，放入烘箱在55°C下烘20小时得交联醋酸酯淀粉。
[0016]称取交联醋酸酯淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，交联醋酸酯淀粉与醚化剂(3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵)质量比为10:1，反应温度40°C，pH值为11，反应时间2.5小时，反应结束后用稀HCl调至pH值至中性，过滤，用乙醇/水(1:1)混合溶液反复洗涤、干燥、研碎，并以100目/25.4 _分样筛过筛。制得交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂，阴离子取代度为0.0739，阳离子取代度为0.0085。
[0017]实施例2:
本发明涉交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，所述方法包括以下工艺步骤
称取一定量的玉米淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，升温至45°C，以10%Na0H溶液调pH值至9左右，滴加淀粉质量0.20%的自制酯化交联剂(乙酸酐与己二酸反应制成的混酐，将乙酸酐与己二酸按质量比10:1的比例混合，用磁力搅拌器在20°C度搅拌15min后静置即可得到无色透明的酯化交联剂混酐)，反应时保持PH值为9，保温反应1.5h，将产物倒入去两倍量离子水中，静置3小时，去除上层清液，洗涤至中性，脱水，放入烘箱在55°C下烘20小时得交联醋酸酯淀粉。
[0018]称取交联醋酸酯淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，交联醋酸酯淀粉与醚化剂(3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵)质量比为8:1，反应温度451:，pH值为11，反应时间6小时，反应结束后用稀HCl调至pH值至中性，过滤，用乙醇/水(1:1)混合溶液反复洗涤、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分样筛过筛。制得交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂，阴离子取代度为0.0745，阳离子取代度为0.0131。
[0019]实施例3:
称取一定量的玉米淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，升温至50°C，以10%Na0H溶液调PH值至8左右，滴加淀粉质量0.15%的自制酯化交联剂(乙酸酐与己二酸反应制成的混酐，将乙酸酐与己二酸按质量比10:1的比例混合，用磁力搅拌器在20°C度搅拌15min后静置即可得到无色透明的酯化交联剂混酐)，反应时保持PH值为8，保温反应2h，将产物倒入去两倍量离子水中，静置3小时，去除上层清液，洗涤至中性，脱水，放入烘箱在55°C下烘20小时得交联醋酸酯淀粉。
[0020]称取交联醋酸酯淀粉，加入去离子水，浴比650g/L，交联醋酸酯淀粉与醚化剂(3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵)质量比为5:1，反应温度45 V，反应体系pH值为11，反应时间6小时，反应结束后用稀HCl调至pH值至中性，过滤，用乙醇/水(1:1)混合溶液反复洗涤、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分样筛过筛。制得交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂，阴离子取代度为0.0705，阳离子取代度为0.0220。
[0021]分别取交联醋酸酯淀粉(阴离子取代度0.0745)、阳离子淀粉(3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵阳离子取代度0.0130)、交联醋酸酯两性淀粉(实施例1:阴离子取代度为0.0739，阳离子取代度为0.0085 ；实施例2:阴离子取代度为0.0745，阳离子取代度为0.0131 ;实施例3:阴离子取代度为0.0705，阳离子取代度为0.0220。)进行印染废水(含有酸性染料、活性染料、直接染料、靛蓝染料)脱色试验，脱色效果见下表
表各种类型淀粉水处理剂印染废水色度去除率对比表
【权利要求】
1.一种交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，其特征在于:先将玉米淀粉首先与阴离子酯化交联剂进行酯化交联，然后用阳离子醚化试剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵反应得到的双变性淀粉印染废水处理剂；所述阴离子酯化交联剂为乙酸酐与己二酸制成的混酐。
2.根据权利要求1所述交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，其特征在于:所述阴离子酯化交联剂中乙酸酐与己二酸质量比为10~20:1。
3.根据权利要求1所述交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，其特征在于:所述制备步骤包括: 称取一定量的玉米淀粉，加入去离子水，升温至40°C~50°C，以NaOH溶液调pH值至7~9范围内，加入阴离子酯化交联剂，保温反应I~3小时，将产物倒入去离子水中，静置，去除上层清液，洗涤至中性，脱水，放入烘箱烘干得交联醋酸酯淀粉； 称取交联醋酸酯淀粉，加入去离子水，以NaOH溶液调节体系pH值为9~11，加热使反应体系升温至40°C~50°C，边搅拌边加入3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵醚化剂与NaOH的混合液，反应时间4一IOh,反应结束后用稀HCl调整pH值至中性比较好，过滤，用乙醇/水混合溶液反复洗涤、干燥、研碎，并以100目/25.4 mm分样筛过筛，得成品。
4.根据权利要求1-3之一所述交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，其特征在于:所述阴离子酯化交联剂制备方法是将乙酸酐与己二酸混合，用磁力搅拌器在20~35°C度搅拌10~20min后静置即可得到无色透明的酯化交联剂。
5.根据权利要求3所述交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，其特征在于:交联醋酸酯淀粉酯化交联的工艺为:pH值为8，玉米淀粉、去离子水浴比为650g/L，酯化交联剂的加入量为玉米淀粉的0.2%，反应温度45°C，反应时间为1.5h。
6.根据权利要求3所述交联醋酸酯阳离子双变性淀粉印染废水处理剂的合成方法，其特征在于:交联醋酸酯阳离子双变性淀粉阳离子醚化的工艺为:pH值为11，交联醋酸酯淀粉、去离子水浴比为650g/L，醚化剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵的加入量为交联醋酸酯淀粉8%，反应温度45 °C，反应时间为6h。
【文档编号】C02F1/56GK103992413SQ201410192061
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】陈亚萍, 徐晓敏, 闫国伦 申请人:江阴职业技术学院