聚二甲基二烯丙基氯化铵的技术指标及其检测方法

应良飞，朱传俊，杨开吉，凌 静，胡奎玲，郭卫丰，常 春，金 平

（1.浙江省义乌市水处理有限责任公司，浙江义乌322000；2.中海油天津化工研究设计院有限公司，天津300131；3.北京恒聚化工集团有限责任公司，北京101101；4.爱森（中国）絮凝剂有限公司，江苏泰兴225442；5.山东宝莫生物化工股份有限公司，山东东营257081；6.江苏富淼科技股份有限公司，江苏苏州215613；7.南昌水业集团南昌工贸有限公司，江西南昌330001）

聚二甲基二烯丙基氯化铵的技术指标及其检测方法

应良飞1，朱传俊2，杨开吉3，凌 静4，胡奎玲5，郭卫丰4，常 春6，金 平7

（1.浙江省义乌市水处理有限责任公司，浙江义乌322000；2.中海油天津化工研究设计院有限公司，天津300131；3.北京恒聚化工集团有限责任公司，北京101101；4.爱森（中国）絮凝剂有限公司，江苏泰兴225442；5.山东宝莫生物化工股份有限公司，山东东营257081；6.江苏富淼科技股份有限公司，江苏苏州215613；7.南昌水业集团南昌工贸有限公司，江西南昌330001）

聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDADMAC）是一种性能良好的水处理剂，已广泛应用于污水处理、污泥脱水处理中。参考BS EN 1408：2008 Chemicals used for treatment of water intended for human consumption-poly（diallyldimethylammonium chloride），并针对国内PDADMAC产品的生产状况，确定了该产品的技术指标及要求，以期强化技术标准对产业的支撑作用。

污水处理；聚二甲基二烯丙基氯化铵；絮凝

聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDADMAC）具有正电荷密度高、水溶性好、高效无毒、造价低廉等优点，是一种性能优良的絮凝剂和凝聚剂，主要用于工业上的固液分离过程。其与聚氯化铝复配可以优势互补，使絮凝效果更佳、处理成本更低，操作和后处理更简便。

笔者参考BS EN 1408：2008，Chemicals used for treatment of water intended for human consumptionpoly（diallyldimethylammonium chloride）《民用水处理化学品聚二甲基二烯丙基氯化铵》（英文版），确定了国内聚二甲基二烯丙基氯化铵产品的技术指标及要求，并给出相应的检测方法，以期强化技术标准对产业的支撑作用，提升标准水平。

1PDADMAC的主要生产工艺

PDADMAC为阳离子聚合物，外观为无色至淡黄色黏稠液体。其安全、无毒、易溶于水、不易燃、凝聚力强、水解稳定性好、不成凝胶，对pH变化不敏感，有抗氯性。其生产工艺为：（1）单体合成。PDADMAC的反应单体为二甲基二烯丙基氯化铵，由烯丙基氯、二甲胺在碱存在体系中制得。（2）单体精制。原料带有一些杂质离子如Fe2+等，在合成过程中这些离子残留在单体中，起阻聚作用导致产品的分子质量下降。一般采用蒸气蒸馏、助滤剂过滤等方法来去除杂质。（3）水溶液聚合。将二甲基二烯丙基氯化铵配成质量分数为50%～60%溶液，通入氮气驱氧后，加入适量引发剂在适宜温度范围内引发聚合，即可得到PDADMAC产品。

2 国外相关技术指标

国外关于PDADMAC的技术指标如表1所示。

表1 PDADMAC国外技术指标

3 国内相关技术指标

根据目前我国生产PDADMAC的原料来源、工艺状况及应用，确定了中国PDADMAC产品的技术指标，见表2。

表2 PDADMAC国内技术指标

4 技术指标的检测

4.1 固含量测定

在一定温度下将试样置于电热干燥箱内烘干至恒量，测定固含量。

4.2 特征黏度测定

仪器：乌氏黏度计，毛细管内径0.55 mm（± 2%）；（30±0.1）℃时，氯化钠溶液流过计时标线E、F的时间为100～130 s。恒温水浴，温度控制在（30± 0.1）℃。温度计，（0～50）℃，分度值为0.1℃。秒表，最小分度值为0.1 s。G3耐酸滤过漏斗，40 mL。

方法：用1 mol/L的氯化钠溶液将试样配制成稀溶液，用乌氏黏度计测定其特征黏度。特征黏度以［η］表示，数值以dL/g表示，按式（1）计算。

式中：ηsp——增比黏度，ηsp=（t－t0）/t0；

ηr——相对黏度，ηr=t/t0；

c——试液质量浓度，g/dL；

t0——氯化钠溶液流过黏度计E、F的时间，s；

t——试液流过黏度计E、F两刻度的时间，s。

4.3 游离单体含量测定

试剂与材料：水，符合GB/T 6682—2008中一级水规格；乙腈、甲醇，色谱级；二甲基二烯丙基氯化铵单体溶液、冰乙酸、三甲胺苄基氯（BATC）、10 mol/L氢氧化钠溶液。流动相：在1 L水中加入0.371 g BATC、2 mL冰乙酸和2 mL氢氧化钠溶液，混合，调节pH在4.8±0.1，然后加入5 mL乙腈和20 mL甲醇，用0.45 μm膜过滤并在使用前脱气。

仪器：高效液相色谱仪，带紫外检测器和积分系统。色谱柱，硅胶基质，C18：250 mm×4.6 mm；过滤器，滤膜孔径约0.45 μm；25 μL注射器、酸度计。

测定方法：聚合物中未反应的二甲基二烯丙基氯化铵可通过高效液相色谱（HPLC）测定稀释后的溶液而得到。由保留时间确定二甲基二烯丙基氯化铵峰，根据外标法的斜率和峰面积测出含量。

试验条件：在柱温为40℃、最大吸收波长为254 nm、流速为1.3 mL/min，2 mmol/L BATC、甲醇、乙腈的混合溶液（pH为4.8）作流动相的条件下，用HPLC测定试样溶液、空白溶液及校准溶液中的二甲基二烯丙基氯化铵。

二甲基二烯丙基氯化铵含量以质量分数（w2）计，按式（2）计算。

式中：ρ——由校准曲线计算得出的二甲基二烯丙基氯化铵质量浓度，mg/L；

V——溶液体积，mL（试验中V＝100 mL）；

m——试样质量，g；

w1——固含量，%。

4.4 溶解时间测定

随着试样不断溶解，溶液的电导率不断增大，全部溶解后电导率恒定。一定量的试样在一定量水中溶解时，电导率达到恒定所需时间为试样的溶解时间。将盛有100 mL水和搅拌子的200 mL烧杯放入电磁搅拌器的恒温槽中，将电导仪电极插入烧杯，距离烧杯壁5～10 mm，与搅拌子距离约5 mm。开动电磁搅拌，调节液面旋涡深度约20 mm。打开加热装置，使恒温槽温度升至（25±1）℃，恒温10～15 min，调节记录纸线速度，选择电导仪量程。称取（0.50± 0.002）g试样，由旋涡上部加入至烧杯中，当记录仪指示的电导率3 min内无变化时，停止试验。从加入试样至电导率开始恒定的时间为溶解时间，以min表示的溶解时间由记录仪的走纸长度进行换算。

4.5 筛余物测定

将称量过的底盘、180 μm筛网的筛盘、1.40 mm筛网的筛盘由下至上依次安装好，取约200g聚二甲基二烯丙基氯化铵，精确至1g，置于最上层试验筛中，盖好筛盖，固定在振筛机上，启动振筛机筛分20min。振筛结束，自上而下逐一分开筛堆，迅速称量载有筛留物的试验筛和载有筛出物的底盘（精确至1g）。

4.6 氯化钠含量测定

试剂：水，符合GB/T 6682—2008要求的二级水；硝酸，优级纯；硝酸溶液，1+1；钠标准溶液，1.0 g/L。称取500～600℃下干燥至恒量的氯化钠（2.542±0.000 2）g溶于水中，移入1 L容量瓶中，稀释至刻度。贮存于聚乙烯瓶，至少可稳定6个月。

方法：聚二甲基二烯丙基氯化铵试样经硝酸硝解后，溶于水，经雾化喷入火焰，钠离子被热解为基态原子。在330.2 nm处，以空气-乙炔火焰用原子吸收光谱法测定钠原子的吸光度，吸光度与钠的质量浓度成正比。由校准曲线得出钠的质量浓度，计算得到氯化钠质量分数（w3），计算公式见式（3）。

式中：ρ——由校准曲线或回归方程得到的钠质量浓度，mg/L；

V——试样溶液的总体积，mL（100 mL）；

M——氯化钠的摩尔质量，58.44 g/mol；

M1——钠的摩尔质量，22.99 g/mol。

原子吸收光谱法测定钠的校准曲线见图1。

图1 校准曲线

4.7 样品测定结果

采用上述方法分别测定若干样品，见表3。

表3 测定结果

5 结论

（1）参考BS EN 1408：2008，Chemicals used for treatment of water intended for human consumption-Poly（diallyldimethylammonium chloride）及国内生产状况，确定了聚二甲基二烯丙基氯化铵的技术指标。在技术要求中加入了氯化钠限量指标，可有效控制单体质量，以提高产品品质。（2）特性黏度是影响（PDADMAC）絮凝剂除浊效果的重要因素。一般说来，阳离子度越高，特性黏度越高，除浊效果越好。（3）PDADMAC产品中会残留一定量的未反应单体。单体会影响产品品质及应用效果，因此技术指标中需限制其含量。

Technical indexes and detection methods of poly（diallyldimethylammonium chloride）

Ying Liangfei1，Zhu Chuanjun2，Yang Kaiji3，Ling Jing4，Hu Kuiling5，Guo Weifeng4，Chang Chun6，Jin Ping7
（1.Zhejiang Province Water Treatment Co.，Ltd.，Yiwu 322000，China；2.CnerTech Tianjin Chemical Resarch& Design Institute Co.，Ltd.，Tianjin 300131，China；3.Beijing Hengju Chemical Group Co.，Ltd.，Beijing 101101，China；4.SNF（China）Flocculants Co.，Ltd.，Taixing 225442，China；5.Shandong Polymer Bio-chemicals Co.，Ltd.，Dongying 257081，China；6.Jiangsu FeyMer Technology Co.，Ltd.，Suzhou 215613，China；7.Nanchang Industry and Trading Co.，Ltd.，Nanchang Water Industry Group，Nanchang 330001，China）

As a kind of wastewater treatment agent with good performances，poly（diallyldimethylammonium chloride）（PDADMAC）has been widely used in wastewater treatment and sludge dewatering treatment.BS EN 1408：2008 Chemicals used for treatment of water intended for human consumption-poly（diallyldimethylammonium chloride）has been referenced.According to the production situation of PDADMAC in China，corresponding technical indexes and requirements are determined，so as to enhance the supporting effect of technical standard on the industry.

wastewater treatment；poly（diallyldimethylammonium chloride）；flocculation.

TQ314.2

B

1005-829X（2016）12-0118-03

应良飞（1976—），工程师，电话：13758098808。

2016-11-08（修改稿）