本文在综合相关文献基础上,对两性聚丙烯酰胺水分散体系的制备规律及其溶胀特性进行了深入研究;同时初步探讨了两性聚丙烯酰胺水分散体的絮凝性能。1、以丙烯酰胺(AM)单体为主要原料,分别引入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸(AA)为阳离子、阴离子共聚单体,以聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PDMC)为稳定剂,选择水溶性偶氮化合物(V-50)为引发剂,在硫酸铵溶液中采用水分散聚合技术制备了稳定的P(DMC/AM/AA)两性共聚物。2、通过单因素实验,系统考察无机盐种类和浓度、稳定剂浓度和分子量、单体总浓度和单体配比、引发剂浓度、反应温度和体系pH值等因素对水分散聚合过程、产品特性(分子量、平均粒径及粒径分布)及体系稳定性的影响,由单因素实验得到的较佳反应条件为: (NH4)2SO4浓度28%~32%,稳定剂浓度2.0%~4.0%,PDMC分子量20.0×104~57.0×104,单体浓度8%～15%,体系最佳pH值为5.0,反应温度为50~60℃。以共聚物的相对分子质量为指标,进行四因素三水平正交试验,优选最佳聚合反应条件。正交试验结果表明,影响聚合物分子量的主要因素是引发剂浓度,硫酸铵浓度次之,然后是稳定剂浓度,反应温度影响最小。正交试验确定最佳合成条件是:稳定剂浓度3.0%,引发剂浓度400mg·L-1,硫酸铵浓度30%,反应温度60℃。3、利用红外光谱(FTIR)对共聚物结构进行表征,红外光谱图显示共聚物中含有AM、AA、DMC等链节单元,表明三种单体都参与了聚合反应。采用光学显微图像仪对所制备的水分散体颗粒进行观察和图像采集,结果表明聚合物颗粒基本呈圆形、边缘光滑且大小比较均一。利用激光粒度分析仪测定水分散体的粒度分布,其平均粒径为2.31μm,粒径较小。从宏观上来讲,所制备的两性共聚物水分散体稳定性良好,放置半年未分层。4、利用旋转粘度计、激光粒度分析仪和光学显微图像仪,研究两性聚丙烯酰胺水分散体的溶胀特性,分析了溶胀过程中体系表观粘度随旋转粘度计转速及无机盐浓度的变化规律、水分散体的粒度分布以及颗粒形貌的变化。结果表明,采用不同浓度的硫酸铵对水分散体进行稀释时,随着硫酸铵浓度的减小,该水分散体的表观粘度和粒径均增大;随着稀释液浓度的降低,体系变得不再稳定,大部分颗粒发生溶胀,或溶解在稀释液中。5、通过对高岭土模拟废水的絮凝实验,考察P(DMC/AM/AA)水分散体的投加量、阴阳离子基团含量及pH值对絮凝性能的影响,并将不同类型的有机絮凝剂、无机絮凝剂(PAC)及其复配后的絮凝效果进行了比较。结果表明,两性聚丙烯酰胺的絮凝效果受pH值的影响较小,其除浊效果优于阳离子、非离子聚丙烯酰胺;与无机絮凝剂复配后的絮凝效果显著提高,并能节省投药量。