烯丙基三甲基氯化铵的一些应用

2025/8/22 11:59:56 作者:chemS

烯丙基三甲基氯化铵(allyltrimethylammonium chloride,CAS: 1516-27-4)为浅黄色至黄色固体,熔点185-186 °C,分子式为C6H14ClN,分子量为135.6。

烯丙基三甲基氯化铵是重要的合成原料,在材料化学领域有较为重要的应用,可用作生产两性离子型水处理阻垢分散剂、钻井液降黏剂和水处理用絮凝剂等。

烯丙基三甲基氯化铵的应用

荷正电中空纤维膜

冯敬等人[1]利用紫外辐射接枝技术将亲水性单体烯丙基三甲基氯化铵共价修饰到聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜表面(图1),成功制备了具有季铵基团的正电荷功能化膜材料。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征证实,修饰后的PAN-g-TMAAC膜在特征波长区出现了季铵基团-N(CH₃)₃⁺的骨架振动吸收峰,且膜表面静态接触角从原始膜的38.55°显著降低至15.13°,这一结果证实了季铵基团的成功引入及其对材料表面亲水性的显著提升。电性能测试数据显示:当溶液pH值低于牛血清白蛋白(BSA)等电点(pH=4.7)时,带正电的功能化膜通过与带正电的BSA分子产生静电排斥作用,使BSA截留率从基膜的76.7%提升至90.2%。经过150秒的过滤测试,PAN-g-TMAAC改性膜的水通量达到62.73 L/(m²·h),相较于未改性基膜的51.32 L/(m²·h)表现出更优异的渗透性能。在溶液pH值等于牛血清白蛋白(BSA)等电点(pH=4.7)的条件下,由于BSA分子呈电中性,正电改性膜主要通过物理筛分机制实现分离,此时其BSA截留率和水通量与未改性基膜基本一致。然而,当溶液pH高于BSA等电点时,BSA分子带负电,与带正电的膜表面产生静电吸引作用,导致BSA在膜表面吸附并造成膜孔堵塞,这一方面引起通量显著下降,另一方面由于有效孔径减小使得截留率有所提升。

接枝改性机理.png

图1. 接枝改性机理

阳离子乳液

絮凝剂是水处理特别是原水和污水处理的常用助剂。郭连波等人[2]以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和烯丙基三甲基氯化铵为共聚单体,以过硫酸钾(KPS)作为引发剂,通过无皂乳液聚合工艺成功制备了具有高固含量和良好稳定性的BA-MMA-ATMA阳离子共聚物乳液。系统研究了水用量、ATMA含量、引发剂浓度、软硬单体比例(MMA/BA)及反应温度对聚合过程的影响规律。通过监测单体转化率、固含量及乳液稳定性等关键参数,优化得到最佳合成工艺条件为:水45 g、KPS 0.4 g、ATMA 7.0 g、MMA/BA质量比25/75,反应温度80℃。采用红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对共聚物化学结构及成膜形貌进行了表征,并分析了乳液粒径及其分布特性。将该阳离子乳液应用于造纸废水处理时,通过沉降时间和上清液透光度测试发现,0.005%的乳液添加量表现出最优的废水处理效果。

参考文献

[1] 冯敬,魏俊富,赵孔银,张环,杨彦明,王晓磊. 荷正电中空纤维膜的制备及其性能. 天津下业大学学报. 2010, 29(1):10-13.

[2] 郭连波,康智慧,李良波,孟平蕊. 新型阳离子乳液的合成及应用. 2007齐鲁研究生学术论坛——化学工程与技术分论坛论文集.

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