水是人类生产生活中最为重要的物质。絮凝是饮用水生产及污/废水处理中最为关键的工艺之一。传统的无机絮凝剂由于存在金属离子残留导致二次污染,在实际使用过程中,对人类的健康造成了不小的影响。因此,研究高效、低成本、无二次污染,及环境友好的新型絮凝剂成为了目前重要的研究课题之一。近年来,由于天然高分子材料,具有来源广泛,可再生,环境友好等优点,得到了行业内的广泛关注。但是天然高分子材料也存在溶解性差、表面电荷低、分子量相对较低,及絮凝效果不佳等不足之处。而上述问题,可通过适当的化学改性进行改善。本论文是以一种来源广泛,成本较低的天然高分子材料——淀粉(St)为原料,分别运用一步法和两步法合成了两类两性型淀粉改性絮凝剂。第一类絮凝剂是采用低毒性季铵改性剂(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA))为阳离子醚化剂,氯乙酸为阴离子子醚化剂,通过改变改性试剂投加量,采用一步法,制备了一系列不同取代度两性型淀粉改性絮凝剂(CMSCTA)。第二类絮凝剂仍是采用CTA为阳离子醚化剂,首先通过醚化反应制得阳离子改性淀粉St-CTA,再运用接枝共聚反应以过硫酸铵为引发剂,以丙烯酸和丙烯酰胺为改性单体,引入聚丙烯酸-丙烯酰胺共聚支链,并通过改变丙烯酸用量制得另一系列两性型淀粉改性絮凝剂(SCPAAPAM)并将这两类絮凝剂应用于水处理中,分别以高岭上和赤铁粉悬浊液为模拟水样,在实验室小试条件下系统地考察了其絮凝性能。实验中着重研究了体系pH值、絮凝剂投加量、环境温度、原水初始浊度等因素对其絮凝性能的影响。此外还利用小角激光光敞射法测定了絮体的尺寸和分形维数。同时,结合分形理论,系统地研究了其絮凝机理。具体实验结果如下：(1)絮凝实验结果表明,絮凝效果随着絮凝剂投加量的增加先增大后减小。在最佳投加量时水体的Zeta电位值接近零,这说明絮凝过程主要受电中和控制：并且原水起始浊度越大,所需要的絮凝剂投加量也越大；在相同的起始浊度条件下,随着温度的升高，所需要的絮凝剂投加量先下降后达到平衡。并且在不同的pH值条件下,这两类絮凝剂由于具有明显的两性特点,对不同的模拟水样具有不同的絮凝性能,结合絮凝剂溶液的Zcta电位可以发现,当絮凝剂和模拟水样中悬浮颗粒带有不同的表面电荷时具有较好絮凝性能,当絮凝剂和悬浮颗粒带有相同表面电荷时则小具有絮凝沉降作用。这进一步表明电中和为其主要絮凝机制。(2)进一步通过对絮体性质的研究来深入考察其絮凝机理,发现在最佳投加量下,絮体尺寸和分形维数具有最大值,这表明此时絮体具有最密实的聚集结构。此外,还发现絮体的大小随着剪切力的提高有较明显的下降。但是,当剪切力减小后又能快速地恢复。同时还发现不同的pH值条件下其絮体具有不同的强度和恢复速度：在中性条件下其絮体具有最大的强度和最快的恢复速度;而在某些极端条件下,其絮体具有最小的强度并且几乎不能恢复到此前的絮体尺寸。这一点和电荷碎片理论非常吻合,进一步说明絮体的成长受到电荷碎片絮凝机制的控制。综上,实际絮凝实验和絮体性质研究结果致表明,这两种絮凝剂均具有(?)好的絮凝性能,有着广阔的应用前景。