2.4　缩合型絮凝剂的制备

缩合型絮凝剂的使用范围不大，仅适用于一些特殊领域的废水处理，缩合型絮凝剂主要包括脲醛缩合物、酚醛缩合物以及苯胺／甲醛缩合物等。

2.4.1　脲醛缩合物

脲醛缩合物主要用作胶黏剂和包埋剂等，因其存放时间较短（1～3月），因此限制其在絮凝剂方面的应用。在合成的过程中反应温度、反应时间及pH值等条件对其合成有着重要的影响^[23]，一般脲醛缩合物的制备工艺分为一步法和二步法两种。

2.4.1.1　一步法制备工艺

将液体甲醛或多聚甲醛加入反应瓶，用氢氧化钠水溶液调节pH值至9，升温到60℃。待溶液透明后加入尿素，在70～80℃下保温30min。然后加入甲醇，用酸溶液调节pH值为5～6，在80℃保温2～3h后用氢氧化钠水溶液调节pH值至7.5～8，继续反应2.0～4.0h，待游离醛和黏度达到要求，降温、出料。其中尿素和甲醛的摩尔比为（2.0～2.8）:1。

2.4.1.2　二步法制备工艺

将一定量的甲醛水溶液置入带有回流冷凝器、温度计、搅拌器并置于恒温水浴的三口烧瓶中，升温，在搅拌下加入氢氧化钠溶液，使体系pH=8.0～8.5，当反应体系升温到65～75℃时，投入第一批尿素，保持温升趋势，并在80～85℃范围内保温30～40min，使黏度达到一定值；当黏度达到要求时，调节温度并用甲酸溶液调pH值在5～6，保持温度至浑浊点出现，调节pH=7，加入第二次尿素，保持温度测黏度，至聚合反应稳定，降温，出料。其中尿素和甲醛的摩尔比为（1.8～2.6）:1。

2.4.2　酚醛缩合物

与脲醛缩合物一样，酚醛缩合物主要用作胶黏剂，但是用酚醛缩合物处理含树脂和表面活性剂的废水，在废水pH为中性或酸性时具有较好的絮凝沉降效果^[24]。酚醛缩合物制备的具体工艺：在装有搅拌器、温度计、冷凝器的四口烧瓶中分别加入1mol叔丁酚、辛基酚、壬基酚或十二烷基酚，加热到85℃熔融后，开动搅拌，加入150g 5%氢氧化钠水溶液，搅拌直至反应物变为澄清透明。然后将反应物温度降至50℃，在持续搅拌下快速加入170g 37%甲醛水溶液，升温至70～85℃反应4～5h，降温至50℃，加入适量甲苯，用盐酸中和调节pH值为5～6，静置分层分离，得到浅黄色的酚醛缩合物。

2.4.3　苯胺／甲醛缩合物

据研究，苯胺／甲醛缩合物对染料废水和制浆黑液有很好的脱色处理效果^[24，25]。苯胺／甲醛缩合物的结构式为：

苯胺／甲醛缩合物的制备工艺为^[25]：在含有0.1mol氯化氢的50mL盐酸中加入9.3g苯胺，使完全溶解，并加水稀释至100mL，把含有0.1mol甲醛的甲醛水溶液100mL缓慢加入上述苯胺溶液中，搅拌均匀后，在20～30℃下反应2.5h，即得苯胺／甲醛缩合物絮凝剂。在上述工艺中，应注意苯胺和甲醛的摩尔比、反应时间和反应温度等条件对产品性能的影响，实验结果见表2-11和表2-12。如果苯胺过量，则反应时间太长；甲醛过量，则产品发生交联，呈体型结构，苯胺／甲醛缩合物变成凝胶。因此，苯胺和甲醛的摩尔比以（1.0:1.0）～（1.0:1.3）范围内为宜。反应温度亦是一个重要的影响因素，反应温度过低（≤10℃），反应太慢；温度过高（≥40℃），则产品变成凝胶，因此反应温度以20～30℃为宜。此外，苯胺溶液中的苯胺含量不宜过高，苯胺含量过高会导致体型缩合物的生成，进而影响产品质量。

表2-11　苯胺、甲醛摩尔比对产品性能的影响^[25]

表2-12　反应温度对产品性能的影响^[25]