含氟改性聚合物是最近的研究热点之一[l]，由于 其强烈的疏水性而被用于疏水缔合聚合物的合成。 含氟改性聚合物具有优异的耐盐、耐高温性能w，在 涂料、油气开采、污水处理等方面具有巨大的应用潜 力。改性聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂被广泛用于各种 废水处理中…8]。Ren等[9]用AT，W-二戊烷改性的 PAM制成疏水性高分子絮凝剂，它对悬浮液中的高 岭土微粒具有良好的絮凝效果。而国内外对含氟改 性的PAM也有一定的研究，如步怀天等[|()]研究了含氟聚合物(FPAD)水溶液的溶液性质。李刚辉等[11 ]也合成了 FPAD阳离子型絮凝剂。

　　

　　本工作采用过硫酸钾（KPS)与亚硫酸氢钠 (SBS)的氧化-还原引发体系，以丙烯酰胺（AM)、 二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC)为主要单体， 以含有氟碳长链的全氟辛基乙基丙烯酸十二氟庚酯（PFMA)为改性单体，通过自由基胶束共聚法制 备了 FPAD絮凝剂，研究了 FPAD的溶液性能及其对造纸白水（简称废水）的絮凝效果。

　　

　　1实验部分1.1试剂和仪器AM、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)、KPS、 SBS、氨水（质量分数为30% )、丙酮、乙醇、氢氧化 钠、盐酸：分析纯。DMDAAC和PFMA为化学纯。 废水取自西安某造纸厂，初始透光率为20%，初始 COD 为 282 mg/L。

　　

　　NDJ-1型旋转黏度计：上海第二分析仪器厂; Ubbelohde型毛细管黏度计、PB - 21型pH计、 ALC - 110. 4型电子天平：赛多利斯科学仪器有限 公司;CTL-12型COD快速测定仪：承德华通环保 仪器厂;101型电热鼓风干燥箱：北京科伟永兴仪器 有限公司;722型分光光度计：上海精密科学仪器有 限公司。

　　

　　1.2FPAD的制备将装有搅拌器、温度计、回流冷凝管的三口烧 瓶置于恒温水浴槽中，加人一定量的CTAB、PFMA 和去离子水，搅拌使之溶解，然后加入一定量的 AM、DMDAAC，再加入氨水调节至中性，加入一定 量引发剂(n(SBS):/KKPS) =1 :2)后于一定温度 下恒温聚合反应8 h，出料，将聚合物干燥粉碎后 用丙酮-乙醇抽提纯化12 h，真空干燥后得FPAD 固体粉末。

　　

　　1.3FPAD特性黏数和溶液表观黏度的测定将FPAD配制成质量浓度为1.0 g/L的溶液， 采用毛细管黏度计测定FPAD的特性黏数（[7J])， 采用旋转黏度计测定FPAD溶液的表观黏度(7?)。 1.4絮凝性能实验分别在6个150 raL的烧杯中加人一定量的 废水试样，以一定递增量依次加入FPAD，先以 350 r/min转速搅拌1 min，使FPAD充分分散，再 以120 r/min转速搅拌5 min,停止搅拌后静止沉降 10 min，取上清液在分光光度计上测定溶液透光 率，计算COD去除率。

　　

　　2结果与讨论2.1PFMA合成条件的优化2.1.1PFMA质量分数对FPAD的[77]和溶液7? 的影响PFMA质量分数对FPAD的[r；]和溶液77的 影响见图1。由图1可见：随PFMA质量分数增加， FPAD的[17]减小，这说明疏水单体PFMA质量分 数增加，FPAD分子内发生了疏水缔合作用；随 PFMA质量分数增加，溶液的增大，这是因为发生 了 FPAD的分子间缔合作用；当PFMA质量分数为 〇。 3%时，溶液的7/达到最大;随PFMA质量分数继 续增加，易于形成FPAD分子内的疏水缔合，分子 链发生卷曲，溶液的r?下降。故本工作适宜的 PFMA质量分数为0.3%。

　　

　　2.1.2反应温度对FPAD的[rj]和溶液77的影响 反应温度对FPAD的[刎和溶液^的影响见 图2。由图2可见：反应温度低于50 t时，随反应 温度提高，FPAD的[剑和溶液7?均增大;反应温度 为50 t时，FPAD的[r;]和溶液7?均达到最大值; 反应温度高于50 t时，FPAD的[7?]和溶液r;均呈 下降趋势。这是因为：反应温度低于50 t时，温度 升高有利于单体向活性链扩散和提高聚合链引发 与增长速率;反应温度高于50 t时不利于活性中心 的稳定，引发剂分解速率提高，短时间内体系中生 成的自由基数目增多，使FPAD的相对分子质量下 降，致使FPAD的[7?]和溶液7?均下降。

　　

　　■900800700600500 1 ? dal2.1.3DMDAAC质量分数对FPAD的[7;]和溶 液77的影响DMDAAC质量分数对FPAD的[”]和溶液v 的影响见图3。由图3可见：随DMDAAC质量分数 增加，FPAD的U]和溶液均增大，这是因为 DMDAAC在溶液中呈电阳性，随DMDAAC质量分 数增加，共聚物链在静电作用下更为伸展，FPAD 的分子间缔合作用增强，FPAD的[77]和溶液77均 增大；但DMDAAC质量分数超过15%后，FPAD 分子之间的氢键作用减弱，导致FPAD的[r;]和溶 液7；增幅减缓。综合考虑，DMDAAC质量分数为 15%较适宜。 2.1.4引发剂质量分数对FPAD的[77]和溶液T7 的影响引发剂质量分数对FPAD的[T；]和溶液7?的 影响见图4。

　　

　　由图4可见，随引发剂质量分数增加，FPAD的 [T7]和溶液7；均减小，这是因为：引发剂质量分数过 大，导致体系在反应初期产生大量自由基，提高了 共聚物的聚合反应速率，会产生大量相对分子质量 较低的共聚物，使FPAD的[r;]和溶液均较小; 引发剂质量分数过小，虽然FPAD的[T；]和溶液77 均较大，但反应速率太低。综合考虑，引发剂质量 分数为0.3%较适宜。

　　

　　2.2FPAD的絮凝性能2.2.1FPAD加入量对废水透光率和COD去除率 的影响在PFMA质量分数为0.3%、DMDAAC质量分 数为15%、引发剂质量分数为〇? 3%、反应温度为 50 t的最佳条件下制备了絮凝剂FPAD。FPAD加 人量对废水透光率和COD去除率的影响见图5。 由图5可见，FPAD加人量为15 ~ 30 mg/L时，废 水透光率较高且变化不大，说明FPAD的最佳加入 量范围较宽，絮凝效果好。由图5还可见：随FPAD 加入量增加，COD去除率升高；FPAD加人量为 15 mg/L时，COD去除率达最高;FPAD加入量继续 增加，COD去除率略有下降。综合考虑，FPAD最 佳加人量为15 mg/L。

　　

　　2.2.2絮凝体系pH对废水透光率和COD去除率 的影响在室温下，用氢氧化钠和盐酸调节絮凝体系 pH，絮凝体系pH对废水透光率和COD去除率的 影响见图6。由图6可见，随絮凝体系pH升高，废 水透光率和COD去除率均先升高后下降，pH为6 ~ 9时废水透光率和COD去除率均较高，pH为6时 废水透光率达到最高值，为98. 7%。这是因为絮凝 体系pH较低时，溶液中大量的阳离子屏蔽了高分 子链中的阳离子基团，分子链卷曲，不利于架桥， 絮凝能力不高。提高絮凝体系pH,高分子链逐渐 伸展，中和及架桥能力提高，且废水中Al3+及Ca2+ 的存在形式从简单的金属离子变为络合体，具有较 好的絮凝能力。

　　

　　图6 絮凝体系pH对废水透光率和COD去除率的影响?透光_ cor>丈除+3结论a)以PFMA为疏水单体，与AM和DMDAAC通过自由基胶束共聚法制得FPAD絮凝剂。最佳聚 合反应工艺条件：PFMA质量分数为0. 3%，引发剂 质量分数为0.3%，DMDAAC质量分数为15%，共 聚反应温度为50 t。

　　

　　b)用FPAD处理初始透光率为20%、初始 COD为282 mg/L的废水，当FPAD加人量为 15 mg/L、絮凝体系pH为6时，废水透光率最高， 可达98.7% ;絮凝体系pH为6 ~9时废水透光率和 COD去除率均较高。