阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)在人工合成有机高分子絮凝剂中的占有率极高,它的特点是溶解性好、分子量高、絮凝效果突出。而传统CPAM制备方法通常着重于提升聚合物分子量,且存在产物阳离子单体单元不集中、随机分布、不能完全发挥其电中和优势的问题,关于CPAM的序列结构分布对絮凝脱水性能的影响关注不够,也鲜见此类研究。同时,紫外光引发的速度快,反应前后不会造成污染,操作简便且这类反应所需活化能较低,具有节能优点,也可以减少引发剂用量,具有良好的发展前景。论文旨在通过紫外光引发的方式,将具有疏水基团和亲水基团的表面活性单体与丙烯酰胺单体进行无皂乳液聚合,开发一种纯度高、线性好、溶解性好的新型CPAM絮凝剂,并探索共聚物分子链嵌段结构对其性质的影响。故论文利用甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵(DMBAC)单体与丙烯酰胺(AM)单体在紫外光引发条件下发生共聚反应,合成新型阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DMBAC)(PAB)絮凝剂。同时,选择一个结构相似却比DMBAC单体少一个苄基的阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC),在相同环境下进行对比,合成共聚物P(AM-DMC)(PAD)。论文从共聚物分子链的微结构着手,对共聚物PAB和PAD中的阳离子单体竞聚率、组成结构、序列长度、热稳定性进行对比分析。考察了总单体质量分数、尿素、EDTA-2Na、反应体系pH、紫外光引发时间、单体摩尔配比、引发剂用量等单因素对聚合反应转化率及特性粘度的影响。并与市售的CPAM产品进行对比,研究共聚物PAB序列结构对其絮凝性能的影响。通过竞聚率计算以及对共聚物组成方程、单体的序列分布结构的对比分析,发现在PAD聚合物中,AM单体和DMC单体的竞聚率数值均小于1,在聚合反应中表现为无规共聚。在PAB聚合物中,AM的竞聚率小于1,DMBAC的竞聚率高于1,表明AM趋向共聚,而DMBAC趋向均聚,遵循嵌均共聚合机理,说明表面活性单体DMBAC在聚合物PAB分子主链上呈微嵌段结构。且投料比相同时,DMBAC的阳离子度更高,嵌段长度更长,阳离子电荷分布更集中。利用单因素实验与响应曲面法对PAB在聚合反应中的转化率及粘度进行优化,表明最佳的合成条件为:紫外光照时间为1h、引发剂浓度为0.03%、增溶剂尿素浓度为2.0%、反应体系pH为4、络合剂EDTA-2Na浓度为0.4%、单体摩尔配比为n(DMBAC):n(AM)=1:9、总单体质量分数为40%。此时,PAB的转化率为99.17%,特性粘度为10.86d L/g。通过采用红外光谱(FTIR)、核磁氢谱(1H NMR)和差热-热重分析(DSC-TGA)等表征手段对共聚物PAD和PAB的分子结构及热力学稳定性进行了分析。并证明了在紫外光引发条件下,成功合成了两种共聚物PAD和PAB,两者具有相似的化学结构,在常温下都具有良好的热稳定性且聚合物PAB具备微嵌段结构。将絮凝剂PAB进行污泥脱水实验,探究投加量及序列分布结构对其絮凝脱水性能的影响,通过与PAD及市售CPAM对比分析可知,具有微嵌段结构的共聚物PAB调理的污泥脱水性能最好,结合其Zeta电位的变化趋势,表明在电中和及桥联作用下,能够强化絮凝剂PAB的脱水性能。且絮凝剂PAB在使用量为40mg/L时,FCMC、SRF和RTS都达到最小值(68.7%、2.4×1012m/kg,2.6NTU)。通过探究絮凝脱水实验过程中,溶解性胞外聚合物(SEPS)的变化,表明阳离子微嵌段结构可以增强共聚物PAB的电中和能力及桥联能力,从而可以更有效地去除SEPS中的总蛋白质(PN),这有利于降低污泥的粘度和可压缩性。扫描电镜(SEM)及絮体形态特征实验表明,由共聚物PAB调理后的污泥形成的絮体尺寸更大而且更致密,暴露于高剪切力时不容易破裂,絮体再生能力相对其它三种絮凝剂调理的要高。