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MAA-MA-HEMA-AMPS共聚物作用机理与性能影响因素

发表时间:2023-11-01 15:14作者:湖北海力环保

甲基丙烯酸(MAA)与丙烯酸(AA)相比较,分子中多了一个疏水的甲基,由于其疏水性聚电解质的疏水缔合作用,不易受到时间、温度以及无机盐等影响,因此其产品具有稳定的分散性。而烯丙基磺酸盐中的-SO3H基团,其具有很强的亲水性,外加空间位阻和静电斥力等作用,其在水中既能有效防止弱的亲水基团生成难溶的钙凝胶,又有助于提高聚合物的溶解性。
  根据分子结构的设计理论,我们用2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)取代了烯丙基磺酸盐,从而保留了-SO3H基团,也引入了酰胺基,增加了锚固的基团,增大了空间位阻,大大改善了产品的分散剂性能,从而提高了对碳酸钙的分散和吸附的稳定性。甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)羟基基团的存在,为其分子提供了亲水性,而酯基可以提供疏水性,疏水长链能够形成较大的空间位阻,提高分散性。我们引入了马来酸酐(MA),提供更多-COOH基团,也减少MAA的用量从而降低其成本。由于低分子量的分散效果更好,当采用活性较低的衣康酸(IA)作为分子量调节剂时,降低分子量,减小分子量分布范围。
  分子量是影响分散性能的一个重要因素,研究发现,当分子量较低(小于800)时,CaCO3颗粒非常容易沉降,当分子量过大则致使分子链较长,其容易吸附的CaCO3颗粒,从而产生表面“架桥”效应,由于颗粒容易絮凝,因此对分散效果影响很明显,所以合成分散剂的分子量应该控制在一个最佳值附近。
  我们用70%的浆钙溶液,以测试不同分子量的分散剂的分散性能。共聚物的分子量分别为200016001200800。分子量大的聚合物与硬脂酸钠复配后用于浆钙溶液中,溶液的黏度较大。分子量最低的分散剂与硬脂酸钠复配使用的分散碳酸钙溶液的黏度最小。实验表明分子量为800左右时,阻垢性能最好。
  随着分散剂用量的增加,浆钙溶液黏度都降低,当用量为0.8%时,黏度都达到最小值。再继续增加分散剂用量,浆钙溶液黏度反而增大,分散性能下降。这是因为分散剂作用于粒子的过程是物理化学过程。当用量低于 0.8%时,未被分散剂包裹的颗粒由于电性吸引而附聚,并产生沉淀。当用量超过临界值0.8%时,过量的分散剂会破坏已形成的双电层,引起电荷不平衡分布而产生沉淀,体系黏度加大,也不利于粒子的分散,分散性能降低。

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